JP4530225B2 - ダクト壁構造 - Google Patents

Description

本発明は、排熱回収ボイラの保温及び防音を目的としたダクト壁構造に係り、特にガスタービン燃焼により生成する６５０℃程度の高温ガスの保温を図り、ガスタービン燃焼により発生する低周波騒音を外部に漏れなくする保温及び防音用のダクト壁構造に関する。

近年、ガスタービンで生成する燃焼ガスの持つエネルギを回収して蒸気を発生させ、得られた蒸気を用いて蒸気タービンにより発電を行う排熱回収ボイラ（以下、ＨＲＳＧということがある）に対する需要が高まっている。
図２０にＨＲＳＧ用のダクト壁１２を示す。このダクト壁１２内には、ガスタービン（図示せず）から、約６５０℃かつ３０ｍ／ｓ程度の高温高流速ガス１１が流入し、ダクト壁１２の内部に設置された伝熱管群１３で熱吸収され、比較的低温になったガスが煙突１４から排出される。

図２０に示す矢印Ａ方向から見たダクト壁１２の側面図を図２１に示す。ダクト壁１２は、ＨＲＳＧ全体の表面積の大部分を占めており、ダクト壁１２の保温性能及び防音性能を優れたものにすることでプラント全体の信頼性も良くなる。

従来のＨＲＳＧのダクト壁１２のガス流れ方向に平行な方向の断面図を図２２〜図２４に示す。従来のダクト壁１２は、ダクト内部を流れる高温高流速ガス１１の保温のため、一般にロックファイバ、セラミックファイバ等の保温部材４がダクト外部側の外板２とダクト内部側の内板３との間に保持された構造のものが用いられている。そして同時に、この保温部材４が有する防音機能を利用して保温部材４は防音材としても用いられる。

図２２（図２２（ａ）はダクト壁１２のガス流れに平行な方向の断面図、図２２（ｂ）は図２２（ａ）の一部拡大図）に示す従来のＨＲＳＧのダクト壁１２の標準保温構造は、ダクト壁１２の外部側の外板（ケーシング）２と高温高流速ガス１１が流れるダクト内部側の内板（内部ラギング）３の間に複数の保温部材４を積層状に配置し、外板２と内板３をスタッドボルト５と保温部材４を固定する機能を有するインサレーションピン２５で保持し、また外板２に端部が支持されたスタッドボルト５の内板３側に円盤状ワッシャ３６およびナット３１を設けて内板３を取り付け、保温部材４の各層の接合部にあるインサレーションピン２５にはスピードワッシャ２６を取り付けて各保温部材４を固定している。

また、図２３（ダクト壁１２のガス流れ方向に平行な方向の断面図（図２３（ａ））と図２３（ａ）のＡ−Ａ線矢視図（図２３（ｂ））を示す）に示す従来のダクト壁１２の構成が知られている。図２３に示すダクト壁１２は、外板２と内板３の間に中間部材６を設置し、外板２と中間部材６の間をスタッドボルト５Ｂで連結し、中間部材６と内板３の間をスタッドボルト５Ａで連結する二層保温構造である。

また、図２４（図２４（ａ）はダクト壁１２のガス流れ方向に平行な方向の断面図、図２４（ｂ）は図２４（ａ）のＡ−Ａ線断面図）に示すダクト壁１２も知られている。図２４に示すダクト壁１２は、外板２と内板３の間に中間部材６と中板９を挿入し、外板２と内板３を単一のスタッドボルト５ではなく、外板２と中間部材６の間をスタッドボルト５Ｂで連結し、中板９と内板３の間をスタッドボルト５Ａで連結する二層保温構造を本出願人は開発した。
なお、図２３（ａ）と図２４（ａ）の紙面左端にはダクト内板３と外板２の間の温度分布１００も示している。

この図２４に示すダクト壁１２の構造では、ダクト壁１２の内部に流れる高温高流速ガス１１の保温のため、内板３と中板９の間及び外板２と中板９の間には、それぞれロックファイバ、セラミックファイバ等でできた保温部材４Ａ、４Ｂからなる２層の保温部材を配置する構成が一般に用いられる。この保温部材４Ａ、４Ｂは防音機能を有するので、外板２と内板３との間に保温部材４Ａ、４Ｂを挟みこんたダクト壁１２は防音構造にもなっている。また外板２と内板３は、それらの間に保温部材４Ａ、４Ｂを挟みこんで、通常スタッドボルト５Ａ、５Ｂやナット７Ａ、７Ｂで連結する方法が一般的に用いられている。

しかし、図２４に示すダクト壁１２の二層保温および吸音構造は、優れた遮音性能を持つ反面、重量増加となり、加工費、施工費、設計費等コスト的なデメリットが多く、新たな低コスト型の保温および防音構造を開発する必要性があった。

ところで、ＨＲＳＧの内部から外部に抜ける透過音が騒音として測定される。ＨＲＳＧの内部にサイレンサが設置されない場合、ガスタービン排ガス（高温高流速ガス）の音響エネルギーは減衰されることなく、ＨＲＳＧ内部に存在するため、防音対策としてはＨＲＳＧ壁面の遮音性能を向上させることが必要である。

ダクト壁１２を透過する音は、空気伝搬音と固体伝搬音の二つに分けられるが、ダクト壁１２の遮音性能は外板２、内板３及び保温部材４の透過損失によって決まり、透過音のほとんどは内板３→スタッドボルト５→外板２へと伝わる固体伝搬音と考えられる。

図２２〜図２４に開示したダクト壁構造は、内板３と外板２の間に中間部材６を配置し、内板３と中間部材６の間をスタッドボルト５Ａとナット７Ａで連結し、外板２と中間部材６の間をボルト５Ｂとナット７Ｂで連結することにより、固体伝搬音の経路を長くして固体伝搬音を減衰させる方法であるが、このような構造は、固体伝搬音を遮断する上で一般的であり、同様の構造が、特開昭５１−１４３９１５号公報、特開平１１−３５１４８８号公報に開示されている。

また、図２に示す制振材８ｂを二枚の板材８ａで挟み込んだ構造の防振用のワッシャ８は建築物の防振、防音材として知られている。その一般的な例は、特開昭５２−９２５０１号公報、特開平９−２７９７１７号公報、特開２０００−２７３３３号公報等に開示されている。
特開昭５１−１４３９１５号公報 特開平１１−３５１４８８号公報 特開昭５２−９２５０１号公報 特開平９−２７９７１７号公報 特開２０００−２７３３３号公報

上記従来技術には以下のような解決すべき問題点があった。
（１）図２に示す防振ワッシャ８をＨＲＳＧのダクト壁１２の内板３上に配置すると、防振ワッシャ８が配置される内板３の部位は約６５０℃以上の高温高流速のガス１１に直接曝されることになる。防振ワッシャ８は耐熱性が不十分であるためＨＲＳＧのダクト壁１２の高温高流速ガス１１に曝される箇所には使用できない。

（２）図２に示す防振ワッシャ８をダクト壁１２の内板３上に配置すると、防振ワッシャ８の側面は直接高流速の高温高流速ガス１１に曝されるため、制振材８ｂが飛散する可能性がある。この制振材８ｂが飛散してＨＲＳＧの内部機器に付着すると、当該機器に重大な損失を与えるおそれがある。

（３）図２２に示す一対の円盤状ワッシャ３６で内板３を挟み込むダクト壁構造は、ガスタービンとＨＲＳＧなどからなるプラントの起動停止時にＨＲＳＧの内部温度の変化により、内板３が熱伸縮し、その伸縮による摩擦抵抗により円盤状ワッシャ３６に剪断力が発生するので、円盤状ワッシャ３６は長期間使用することができない。

（４）また、図２に示す防振ワッシャ８は剪断力に対し非常に弱い。一対の防振ワッシャ８を円盤状ワッシャ３６（図２２）の代わりに用いて図２２に示すダクト壁１２の内板３を挟み込んだ場合、剪断力により防振ワッシャ８はワッシャとしての機能を果たさなくなるおそれがある。

（５）特開昭５２−９２５０１号公報などに開示された建築物用の防振ワッシャは高分子接着材、ゴム等が制振材として使用されているが、そのままの形で、約６５０℃かつ約３０ｍ／ｓ程度の高温高流速ガス１１が流れるＨＲＳＧの内部保温構造には適用できない。

そこで、本発明の課題は、前記防振ワッシャと同様な遮音性能を有し、かつＨＲＳＧのような高温高流速ガスに曝される厳しい雰囲気下においても使用可能な制振構造体を備えた排熱回収ボイラなどの保温・防音ダクト壁構造を提供することである。

また、本発明の課題は、高温高流速ガス雰囲気中において適用可能であり、良好な防振性能と防音（遮音）性能を発揮できる保温・防音ダクト壁構造と該ダクト壁構造に用いる防振（制振）構造体を提供することである。

ところで、ＨＲＳＧのダクト壁１２の騒音源となるガスタービンの騒音スペクトルの特徴を音源レベルと周波数の関係を示す図２５を用いて説明する。一般的なボイラダクトでのファン等の騒音スペクトルｇは、５００Ｈｚ以下の低周波帯域で音源レベルが小さくなるのが一般的であるが、ＨＲＳＧに用いられるの大口径タービンでの燃焼音は、音源レベルｈのように２５０Ｈｚ以下の低周波帯域での音源レベルが高いものが多い。

このような特徴を有するＨＲＳＧでは、２５０Ｈｚ以下の低周波音を抑えることが防音上の課題である。上記騒音源であるガスタービンの音響特性のために、従来は、下記の問題点が解決されていない。

（６）固体伝搬音を抑えるため、固体伝搬音の経路を長くし、かつ防振ワッシャ８（図２）を用いてもＨＲＳＧダクト内を流れる約６５０℃、かつ約３０ｍ／ｓ程度の高温高流速ガス１１のため、グラスファイバ、ロックファイバ、セラミックファイバ等の防振性能が優れた材料の摩耗が発生し、遮音性の劣化のみならず構造的な信頼性を長期に亘って維持することが困難となる。

（７）上記防振ワッシャ８は、２５０Ｈｚ以上の中〜高周波域のみに防音効果があり、その他の低周波帯域では効果が見込めない。従って、２５０Ｈｚ以下の低周波帯域での音源レベルが高いガスタービンで発生する騒音の防音効果が期待できない。

そこで、本発明のさらなる課題は、上記（６）のような構造的な問題がなく、かつ上記（７）の低周波帯域においてレベルの高いガスタービン音源に対して、防音効果が得られる保温・防振ダクト壁構造を提供することにある。

上記本発明の課題は、以下の解決手段により達成される。
請求項１記載の発明は、ガス流路を構成するダクト壁構造であって、ガス流側の内板３と、外気側の外板２と、前記内板３と外板２の中間部に内板３と外板２と平行に、その長手方向が配置される１以上の中間部材６と、前記内板３と中間部材６との間隔保持用に内板３と中間部材６に両端部が固定された複数の第１サポート部材５Ａと、前記外板２と中間部材６との間隔保持用に外板２と中間部材６に両端部が固定された複数の第２サポート部材５Ｂと、前記第２サポート部材５Ｂの中間部材側の接続部に取り付けられた防振性ワッシャ８と、前記内板３と外板２の間にあって、前記中間部材６と前記第１、第２サポート部材５Ａ、５Ｂと防振性ワッシャ８の隙間に充填される保温部材４とを備えた保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項１記載の発明によれば、外板２と内板３の間の保温部材内に防振ワッシャ８を配置するので、約６５０℃、かつ流速３０ｍ／ｓ程度の高温高速流ガス１１の影響を受けず、防振ワッシャ８の構成材料として防振性能が優れた防振材８ｂが使用可能となり、防振ワッシャ８のサポート構造の熱伸び対策とダクト壁１２の防音性能を良好な状態に維持でき、長期に亘って信頼性の高いダクト構造を維持することができる。

請求項２記載の発明は、前記第１サポート部材５Ａと中間部材６との固定位置と前記第２サポート部材５Ｂと中間部材６との固定位置とはガス流方向に互いにずれている請求項１記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項２記載の発明によれば、外板２と内板３の間の固体伝搬音経路（内板３→サポート部材（スタッドボルト）５Ａ→中間板６→サポート部材（スタッドボルト）５Ｂ→外板２）を長くして固体伝搬音を遮断するダクト壁構造とすることができる。

請求項３記載の発明は、防振性ワッシャ８の取り付け位置は４００℃以下のダクト壁内の領域に設けられた請求項１又は２記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項４記載の発明は、内板３と外板２の間に充填される保温部材４の全厚さの半分又は該半分より外板２側の位置に防振性ワッシャ８を設置した請求項１ないし３のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項３、４記載の発明によれば、ダクト壁１２の保温部材４の全厚さのほぼ半分の位置である温度約３５０〜４００℃、かつ流速０ｍ／ｓの位置又は保温部材４の全厚さの半分又は該半分より外板２側の位置に防振ワッシャ８を配置すると、高温高速流ガス１１の影響を受けずに、防振ワッシャ８の構成材料として防振性能が優れた市販品である防振材８ｂが使用可能となる。

請求項５記載の発明は、中間部材６と外板２の間に充填される保温部材４Ｂが、少なくとも外板２の厚さの３倍以上の厚さを有する防振材料又は振動減衰材料からなり、該保温部材４Ｂを全厚の少なくとも１０％の圧縮率で圧縮して外板２に密着させた請求項４記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項５記載の発明によれば、全厚の１０％以上の圧縮率で保温部材４を圧縮支持することにより、外板２、保温部材（防音材）４、中間部材６及び中板９の密着性が保持でき、これらの間で構造的なゆるみが生じることなく、ダクト壁１２の防振性能が保持できる。また、外板２の板厚に対して、保温部材（防音材）４は少なくとも３倍以上の厚みを有するので、外板２の曲振動により発生する保温部材４の曲げ歪みが大きくなり、十分な振動減衰性能が得られる。

請求項６記載の発明は、中間部材６には、第２サポート部材５Ｂを通す穴６Ａ、６Ｂを、中間部材６の長手方向に沿って複数個設けた請求項１ないし５のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項６記載の発明によれば、複数の穴６Ａ、６Ｂに第２サポート部材５Ｂを通し、ナット７Ｂにより一対の防振ワッシャ８を締めつけて中間部材６を固定できるので、中間部材６が保持できる。

請求項７記載の発明は、中間部材６に設けられた第２サポート部材５Ｂを通す複数個の穴６Ａ、６Ｂは、中間部材６の長手方向の中央部に配置した防振性ワッシャ８固定用の穴６Ａと、該固定用穴６Ａを中心に中間部材６の長手方向の対称位置にそれぞれ一組以上配置したルーズ穴６Ｂを備えた請求項６記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項７記載の発明によれば、中間部材６の中央部には中間部材固定用の穴６Ａに第２サポート部材（スタッドボルト）５Ｂを通して一対の防振ワッシャ８を締めつけて固定しても、ルーズ穴６Ｂで第２サポート部材（スタッドボルト）５Ｂが中間部材６を滑り支持するので、中間部材６の熱伸びを吸収でき、また温度条件の異なる箇所に取り付けられる中間部材６であっても同一寸法のルーズ穴６Ｂで対応可能であるので、画一規格を有する中間部材６を用いることが可能となる。

請求項８記載の発明は、中間部材６を、その長手方向がガス流れに直交する方向に向けて配置し、ガス流れ方向とガス流れに直交する方向にそれぞれ複数個配置された請求項１ないし７のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項８記載の発明によれば、中間部材６が内板３の自重を支持し易くなるので、内板３に作用する荷重として、内板３の自重が支配的である場合には有効であり、防振ワッシャ８を中間部材６で支持することができる。

請求項９記載の発明は、中間部材６を、その長手方向がガス流れに平行な方向に向けて配置し、ガス流れ方向とガス流れに直交する方向にそれぞれ複数個配置された請求項１ないし７のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項９記載の発明によれば、中間部材６が内板３に作用する風荷重を支持し易くなるので、内板３に作用する荷重として風荷重が支配的である場合には有効であり、防振ワッシャ８を中間部材６で支持することができる。

請求項１０記載の発明は、内板３が、複数の内板部材３Ａを張り合わせて構成され、各内板部材３Ａには第１サポート部材５Ａを通す複数個の穴Ｈ１，Ｈ２，・・・を設けた請求項１ないし９いずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項１０記載の発明によれば、内板３を複数の内板部材３Ａから形成すると高温高速流ガス１１が、内板３と外板２の間の保温部材４の内部に流入することを防止することができる。

請求項１１記載の発明は、各内板部材３Ａに設けられた第１サポート部材５Ａを通す複数個の穴Ｈ１，Ｈ２，・・・が、内板部材３Ａの中央部に配置した防振性ワッシャ８固定用の穴Ｈ１と、該固定用穴Ｈ１を中心にして内板部材３Ａの周辺部の対称位置にそれぞれ一組以上配置したルーズ穴Ｈ２，Ｈ３，・・・を備えた請求項１０記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項１１記載の発明によれば、内板部材３Ａの中央部では中間部材固定用の穴Ｈ１に第１サポート部材（スタッドボルト）５Ａを通して固定しても、ルーズ穴Ｈ２，Ｈ３，・・・では第１サポート部材（スタッドボルト）５Ａが内板部材３Ａを滑り支持するので、内板部材３Ａの熱伸びを吸収でき、また温度条件の異なる箇所に取り付けられる内板部材３Ａであっても同一寸法のルーズ穴Ｈ２，Ｈ３，・・・で対応可能であるので、画一規格を有する内板部材３Ａを用いることが可能となる。

請求項１２記載の発明は、各内板部材３Ａが、隣接する内板部材３Ａと一部重ね合わせて配置され、またガス流れの上流側の内板部材３Ａが下流側の内板部材３Ａの上側に設置され、かつ鉛直方向上側の内板部材３Ａが鉛直方向下側の内板部材３Ａより上側に設置された請求項１０又は１１記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項１２記載の発明によれば、内板部材３Ａの熱伸びがあっても各内板部材３Ａで、その熱伸びを吸収でき、また、高温高速流ガス１１が内板部材３Ａの下部に流入することがなく耐久性が優れた内板構造が得られる。

請求項１３記載の発明は、中間部材６の取り付け位置には内板３と外板２の長手方向に沿って保温部材４を二分する中板９を設けた請求項１ないし１２のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項１３記載の発明によれば、約６５０℃、かつ流速３０ｍ／ｓ程度の高温高速流ガス１１の影響を受けず、防振ワッシャ８の構成材料として防振性能が優れた防振材８ｂが使用可能となり、防振ワッシャ８のサポート構造の熱伸び対策とダクト壁１２の防音性能を向上することが両立でき、また中板９を設けたので熱遮断効果および遮音効果が良く、長期に亘って信頼性の高いダクト構造を維持することができる。

請求項１４記載の発明は、防振性ワッシャ８として、２枚の板状部材８ａ，８ａで防振材８ｂを挟んだ構成からなる請求項１ないし１３のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項１４記載の発明によれば、約６５０℃、かつ流速３０ｍ／ｓ程度の高温高速流ガス１１の影響を受けず、市販品の防振ワッシャ８を使用できるので、設備コスト的に有利である。

請求項１５記載の発明は、ガスの流路を構成するダクト壁であって、ガス流側の内板３と、外気側の外板２と、内板３と外板２との間隔保持用に内板３と外板２に両端部が固定された複数のサポート部材５と、内板３と外板２の間にある前記サポート部材５の隙間に充填される保温部材４と、ガス流に接する前記サポート部材５の内板３との接続部に取り付けられた盆状に加工された受け皿１９、受け皿１９に挿入される制振材２１及び受け皿１９の内径に合わせた上蓋２０により構成される防振性ワッシャ（制振材挿入型ワッシャ）１８とを備えた保温及び防音用のダクト壁構造である。

請求項１６記載の発明は、ガス流側の内板３と、外気側の外板２と、内板３と外板２との間隔保持用に内板３と外板２に両端部が固定された複数のサポート部材５と、前記内板３と外板２の間にあるサポート部材５の隙間に充填される保温部材４と、を備えたガス流路を構成するダクト壁の構成部材であって、
ガス流に接するサポート部材５の内板側の接続部に取り付けられることを特徴とする盆状に加工された受け皿１９、受け皿１９に挿入される制振材２１及び受け皿１９の内径に合わせた上蓋２０により構成されたことを特徴とする防振性ワッシャ。

請求項１５、１６記載の発明によれば、防振性ワッシャ（制振材挿入型ワッシャ）１８は、従来のＨＲＳＧのダクト壁１２の標準保温構造の円盤状ワッシャ３６（図２２参照）の代わりに用いることができ、部品点数の増加とならず、制振材挿入型ワッシャ１８に用いられる制振材２１は直接ガス１１に曝されないため制振材２１が飛散するおそれが無く比較的耐久性がある。また、内板３を挟み込む一対の制振材挿入型ワッシャ１８は、プラント起動停止時の内部温度の変化により、内板３が伸縮し、その伸縮による摩擦抵抗により制振材挿入型ワッシャ１８の断面内に発生する剪断力に耐えることができ、ダクト壁１２の防音性能を比較的長期に亘って良好な状態に保ち、信頼性の高いダクト構造を提供することができる。

請求項１７記載の発明は、請求項１ないし１５のいずれかに記載のダクト壁構造の外板２のさらに外気側に配置した保温部材４Ｃと、外板２に取付けられたサポート部材５Ｃにより支持され、外板２から間隔を開けて外板２の長手方向に平行な方向に配置された外装板３２と、該外装板３２と前記サポート部材５Ｃとの間に固定される請求項１６記載の防振性ワッシャ１８とを備えた外部保温構造である。

請求項１７記載の発明によれば、防振性ワッシャ（制振材挿入型ワッシャ）１８は固体伝搬振動がダクト壁１２の外部に漏れ出ることを有効に防止できる。

本発明の実施例１になるＨＲＳＧのガス流れ方向に平行な方向のダクト壁の断面図（図１（ａ））と図１（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図（図１（ｂ））である。 従来から用いられていたＨＲＳＧのダクト壁に用いる防振ワッシャの断面構造図（図２（ａ））と平面図（図２（ｂ））である。 本発明の実施例１になるＨＲＳＧのガス流れに直交するダクト壁の断面図（図３（ａ））と図３（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図（図３（ｂ））である。 本発明の実施例１のダクト壁の中間部材の側面図（図４（ａ））と図４（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図（図４（ｂ））である。 本発明の実施例１のダクト壁の中間部材の平面図である。 本発明の実施例１のダクト壁の中間部材の平面図である。 本発明の実施例１のダクト壁の中間部材の配置例を示す斜視図である。 本発明の実施例１のダクト壁の中間部材の配置例を示す斜視図である。 本発明の実施例１のダクト壁の内板部材の平面図である。 本発明の実施例１のダクト壁の内板部材の平面図である。 本発明の実施例１のダクト壁の内板部材の平面図である。 本発明の実施例１のダクト壁の内板部材を一部重ね合わせた場合の平面図（図１２（ａ））と図１２（ａ）のＥ−Ｅ線矢視図（図１２（ｂ））と図１２（ａ）のＦ−Ｆ線矢視図（図１２（ｃ））である。 本発明の実施例１になる防振ワッシャと実施例４の防振材挿入型ワッシャの防振材摩耗量の比較を示す図である。 本発明の実施例２になるＨＲＳＧのガス流れ方向に平行な方向のダクト壁の断面図（図１４（ａ））と図１４（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図（図１４（ｂ））である。 本発明の実施例３になるＨＲＳＧのガス流れ方向に平行な方向のダクト壁の断面図（図１５（ａ））と図１５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図（図１５（ｂ））である。 従来技術の図２３と図２４の透過損失ｄと図１４（実施例２）の防振ワッシャを設置した構造の透過損失ｅと図１５（実施例３）の透過損失ｆを示す図である。 本発明の実施例４、５の防振材挿入型ワッシャの斜視図（図１７（ａ））と断面図（図１７（ｂ））である。 本発明の実施例４の制振材挿入型ワッシャを用いたＨＲＳＧのガス流れ方向に平行な方向のダクト壁の断面図（図１８（ａ））、図１８（ａ）の一部拡大図（図１８（ｂ））、図１８（ｂ）のＡ−Ａ線矢視図（図１８（ｃ））である。 本発明の実施例５の制振材挿入型ワッシャを用いたＨＲＳＧのガス流れ方向に平行な方向のダクト壁の断面図（図１９（ａ））、図１９（ａ）のＡ−Ａ線矢視図（図１９（ｂ））、図１９（ｂ）の一部拡大図（図１９（ｃ））である。 ＨＲＳＧの全体の斜視図である。 図２０の矢印Ａ方向からの矢視図である。 従来のＨＲＳＧのガス流れ方向に平行な方向のダクト壁の断面図（図２２（ａ））と図２２（ａ）の一部拡大図（図２２（ｂ））である。 従来技術になるＨＲＳＧのガス流れ方向に平行な方向のダクト壁の断面図（図２３（ａ））と図２３（ａ）のＡ−Ａ線矢視図（図２３（ｂ））である。 従来技術になるＨＲＳＧのガス流れ方向に平行な方向のダクト壁の断面図（図２４（ａ））と図２４（ａ）のＡ−Ａ線矢視図（図２４（ｂ））である。 燃焼タービンの騒音スペクトルの音源レベルと周波数の関係を示す図である。

本発明の実施例を図面と共に説明する。

本実施例のＨＲＳＧのダクト壁１２を図１（ａ）の高温ガス１１の流れ方向に平行な方向の断面図と図１（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である図１（ｂ）に示す。外気側の外板２とダクト内の高温高流速ガス１１が流れる側の内板３との間の略中間部に複数の中間部材６を外板２と内板３に沿って配置し、外板２と内板３と中間部材６の間に保温部材４を配置する。保温部材４はグラスファイバ、ロックファイバ、セラミックファイバ等の防振材あるいは減衰材等の材料からなり、中間部材６と外板２は中間部材６側に設けられた防振ワッシャ８を介してスタッドボルト５Ｂとナット７Ｂで締め付けられて固定されている。また内板３と中間部材６とはスタッドボルト５Ａと該スタッドボルト５Ａの内板３側に設けられたナット７Ａで締め付けられて固定されている。なお、スタッドボルト５Ａ、５Ｂは本発明の請求項のサポート部材５Ａ、５Ｂである。
また、図１（ａ）にはダクト内板３と外板２の間の温度分布１００も示している。

上記外板２と内板３の間の固体伝搬音経路（内板３→スタッドボルト５Ａ→中間板６→スタッドボルト５Ｂ→外板２）を長くして固体伝搬音を遮断する壁構造において、図１のＨＲＳＧのダクト壁１２は、防振ワッシャ８が保温部材４の全厚さの半分の位置又はそれより外板２側に近い位置に設置されている。

ダクト内部を約６５０℃、かつ約３０ｍ／ｓ程度の高温かつ高流速のガス１１が流れるが、この高温高流速ガス１１による摩耗の影響を受けないダクト壁１２の内部の位置である保温部材４の全厚さの約半分の位置である温度約３５０〜４００℃、かつ流速０ｍ／ｓの温度領域にあるダクト壁１２内の位置、あるいはそれより外側（外板２側）に近い位置に防振ワッシャ８が設置されている。

上記防振ワッシャ８の断面構造は図２（ａ）に示す通りであり、防振ワッシャ８は図２に示すように２枚の板８ａで防振材８ｂを挟み込む簡素な構造体であっても、ダクト壁１２の全厚さのほぼ半分の位置である温度約３５０〜４００℃、かつ流速０ｍ／ｓの位置、あるいはそれより外板２に近い位置に設置すれば、高温のガス１１の影響を受けず、防振ワッシャ８の構成材料としてグラスファイバ、ロックファイバ、セラミックファイバ等の防振性能が優れた防振材８ｂが使用可能となる。なお、図２（ｂ）には防振ワッシャ８が矩形である場合の平面図を示す。

防振材８ｂの耐熱温度は、グラスファイバで４００℃、ロックファイバで６００℃、セラミックファイバで１３００℃であり、本実施例のダクト壁１２内の位置に防振ワッシャ８を配置する構成により、高温高流速ガス１１の影響を受けず、通常市販されているグラスファイバ、ロックファイバ、セラミックファイバ等の防振性能が優れた全ての防振材が使用可能となる。

一旦、高温高流速ガス１１による防振ワッシャ８の摩耗が起こり始めると、加速的にその摩耗量が増えるが、本実施例の位置に防振ワッシャ８を設置すると、摩耗の心配が全くない。

また、図２に示す防振ワッシャ８の製作方法としては、２枚の板８ａの間に防振材８ｂを接着剤で接着した構造を、ＨＲＳＧ建設時の前に多量に製作しておくことにより、一定品質で、かつ廉価な防振ワッシャ８を得ることができる。

ダクト壁１２のガス流れ方向に直交する方向（炉幅方向）の断面図を図３（ａ）に示し、図３（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図を図３（ｂ）に示す。
図３に示す構造は、ダクト壁１２の外板２の上に、炉幅方向に４２０ｍｍと５６０ｍｍの間隔で設置した５本のスタッドボルト５Ｂで一つの中間部材６を支持し、この中間部材６の上面及び下面に防振ワッシャ８を配置する構造（これを以下周期構造と称する）であり、この周期構造の始点Ｐ１から終点Ｐ２までの一周期長さＰＬ＝２２４０ｍｍのダクト壁１２を表している。従って、実際のダクト壁１２は、その炉幅方向には、この周期構造がＨＲＳＧのサイズに応じて４〜８個分設けられる。
なお、各周期構造の前記各寸法である４２０ｍｍと５６０ｍｍ、スタッドボルト５Ｂの本数は各部材の熱伸びと強度を考慮して決定した。

また、隣接する二つの周期構造同士の端部（始点Ｐ１と終点Ｐ２）の中間部材６どうしは接続していない状態でＨＲＳＧの全体のダクト壁１２を構成する。

ダクト壁外板２と中間部材６の連結用のスタッドボルト５Ｂの取り付け位置とダクト壁内板３と中間部材６を連結するスタッドボルト５Ａの取り付け位置とは炉幅方向に互いにずらしている。本実施例では一つの周期構造内に５本のスタッドボルト５Ｂと４本のスタッドボルト５Ａを用いている。

ダクト壁外板２と中間部材６との連結用のスタッドボルト５Ｂについては、一つの周期構造の炉幅方向の両端部にある各スタッドボルト５Ｂとその内側のスタッドボルト５Ｂの間隔を４２０ｍｍとし、一つの周期構造の炉幅方向の中央部の３本のスタッドボルト５Ｂの間隔は５６０ｍｍとしている。ダクト壁１２の炉幅方向の一つの周期構造の長さが２２４０ｍｍであるので、一つの周期構造の炉幅方向の両端部から中央部側の一番近くにあるスタッドボルト５Ｂまでは１４０ｍｍの長さがある。

この図３に示すダクト壁１２のサポート構造の例では、内板３は９．５ｍｍ厚のステンレス製（ＳＵＨ４０９）の板、スタッドボルト５Ｂはステンレス製（ＳＵＳ３０４）の直径１６ｍｍのネジ切りボルト、中間部材６はステンレス製（ＳＵＨ４０９）の縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ３ｍｍのＬアングル材を用いた。

図４には、図３に示すダクト壁１２の５本のスタッドボルト５Ｂを用いる一つの中間部材６の具体的な支持方法の例を示す。図４（ａ）にはダクト壁１２の中間部材６部分の断面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図を示す。

中間部材６の中央部には直径１５ｍｍの中間部材固定用の穴６Ａが開けられており、この穴６Ａにスタッドボルト５Ｂを通し、ナット７Ｂにより一対の防振ワッシャ８を締めつけて固定する。一方、中間部材６には固定用穴６Ａ以外に、一つの中間部材６を滑り支持するために直径１５ｍｍの２つの半円と１５ｍｍ×４０ｍｍの長方形を組み合わせた大きさのルーズ穴６Ｂが固定用穴６Ａの両側に２個ずつ、合計４個設けられており、これらのルーズ穴６Ｂにスタッドボルト５Ｂを通し、ナット７Ｂにより防振ワッシャ８を締めつけて滑り支持する。

図４における中間部材６のルーズ穴６Ｂの寸法は、ＨＲＳＧダクト壁１２における温度条件を考慮して決める。例えば、図２０に示す高温高速流ガス１１の流入部近傍のＨＲＳＧダクト壁１２の内面は約６５０℃となり、これがダクト壁１２内における最高温度となるが、この約６５０℃という温度条件によって図４における中間部材６のルーズ穴６Ｂの寸法が設計される。また、約６５０℃より低温部に使用する中間部材６でも、図４に示す中間部材６が使用可能であることから、中間部材６の標準化設計が可能となる。

次に、図４に示す中間部材６の固定用穴６Ａの位置に関する設計根拠を説明する。この固定用穴６Ａは、一つの周期構造の中間部材６の中央部に設置するので、図５の中間部材６の平面図に示すように中間部材６の両端の熱伸び量δ１が同じになり、固定用穴６Ａに関して中間部材６の固定用穴６Ａを中心として、その両側に対称的にそれぞれ設置されるルーズ穴６Ｂの寸法は同じで良く、中間部材６の標準化設計が可能となる。

仮に、図６に示すように中間部材６の固定用の穴６Ａ’を中間部材６の上端側に設置した場合には、中間部材６の熱伸び量は固定用穴６Ａ’の位置ではゼロであるのに対し、中間部材６の下端部の熱伸び量δ２は大きくなる。したがって、ルーズ穴６Ｂ’、６Ｃ’、６Ｄ’、６Ｅ’は、穴６Ａ’から遠いほど、その位置での熱伸び量に応じて長い穴とする必要があること、またＨＲＳＧ設置現場での取り付けが複雑になることから、中間部材６の標準化設計が困難となる。

図７に、ＨＲＳＧのダクト全領域における標準的な中間部材６の設置方法を示す。通常、ダクト壁１２の内板３に作用する荷重として自重及び高温高速流ガス１１による風荷重があるが、自重が支配的である。そこで、自重に対する中間部材６の強度を保つため、ダクト壁１２の上面部１２Ａ、側面部１２Ｂ及び底面（図示せず）の全面において、高温高速流ガス１１の流れ方向に対して垂直方向に長手方向が向くように中間部材６を配置する。例えば、複数の中間部材６を５６０ｍｍの間隔で高温ガス１１の流れ方向に対して垂直に設置する。

このように防振ワッシャ８を中間部材６でサポートする構造にしておけば、中間部材６の熱伸びによりダクト壁構造全体に大きな荷重がかかることがなく、防振ワッシャ８を中間部材６で支持することができる。

一方、通常ダクト内板３に作用する荷重として風荷重が支配的である場合は、図８に示すように、高温ガス１１の流れ方向に沿う方向に長手方向が向くように中間部材６を配置してもよい。

次に、この中間部材６を用いて、ダクト壁１２の内板３を支持する構造について説明する。
図３に、ダクト内板３の支持構造として、中間部材６にスタッドボルト５Ａを設置して、これらのスタッドボルト５Ａで内板３を支持する構造の例を示す。

ダクト壁内板３と中間部材６とを連結するスタッドボルト５Ａについては、一つの周期構造の炉幅方向の両端部にある各スタッドボルト５Ａは一つの周期構造の端から２８０ｍｍの長さの位置にあり、その内側の３本のスタッドボルト５Ａの間隔はそれぞれ５６０ｍｍである。

この図３に示すサポート構造では、ダクト壁内板３は３ｍｍ厚のステンレス製（ＳＵＨ４０９）の板、スタッドボルト５Ａはステンレス製（ＳＵＳ３０４）の直径１４ｍｍのネジ切りボルトを用いた。

図９には本実施例の内板３を構成する内板部材３Ａの平面図を示す。図１２に示すように隣接する同じ大きさの内板部材３Ａを一部重ね合わせながら複数枚でＨＲＳＧの内壁面全体を構成する内板３とする。

図９には９本のスタッドボルト５Ａによる内板部材３Ａの具体的な支持方法を示す。内板部材３Ａは、例えば１２２９ｍｍ×１２２９ｍｍの正方形板であり、内板部材３Ａの中心部には内板固定用の穴Ｈ１として直径１４ｍｍの穴が開けられており、この固定用穴Ｈ１に図３に記載のスタッドボルト５Ａを通し、ナット７Ａで内板部材３Ａを締めつけて固定する。一方、内板部材３Ａには固定用穴Ｈ１の周囲に内板部材３Ａを滑り支持するために直径３６ｍｍのルーズ穴Ｈ２が８個設けられており、これらのルーズ穴Ｈ２にスタッドボルト５Ａを通し、ナット７Ａにより内板部材３Ａを締めつけて滑り支持する。

図９における内板部材３Ａのルーズ穴Ｈ２の寸法は、ＨＲＳＧダクト壁１２における温度条件を考慮して設計するものである。例えば、図２０に示す高温高速流ガス１１の流入部近傍のダクト壁１２の内面では、ダクト壁１２における最高温度である約６５０℃となるが、このような温度条件の下で使用される内板部材３Ａのルーズ穴Ｈ２の寸法を直径３６ｍｍとする。また、約６５０℃より低温部においても図９に示す内板部材３Ａが使用可能であることから、内板部材３Ａの標準化設計が可能となる。

次に、図９に示す内板部材３Ａの固定用穴Ｈ１の位置に関する設計根拠を説明する。この固定用穴Ｈ１は、内板部材３Ａの中央部に設置する。このようにしておけば、図１０の内板３を構成する内板部材３Ａの平面図に示すように、固定用穴Ｈ１を中心にして内板部材３Ａの四隅の方向への熱伸び量δ３が同じになり、固定用穴Ｈ１を中心として対称位置に配置される複数のルーズ穴Ｈ２の寸法は同じで良く、内板部材３Ａの標準化設計が可能となる。

仮に、図１１に示すように、内板部材３Ａの固定用の穴Ｈ１’を、図面の左上端のコーナー部に設置した場合、内板部材３Ａの熱伸び量は、固定用穴Ｈ１’の位置ではゼロであるのに対し、図面左下端と右上端のコーナー部での内板部材３Ａの熱伸び量δ４が大きくなり、また図面の右下端のコーナー部での内板部材３Ａの熱伸び量δ５はもっと大きくなる。したがって、ルーズ穴Ｈ２’、Ｈ３’、Ｈ４’、Ｈ５’及びＨ６’は、その設置位置の熱伸び量に応じて設計する必要があること、また現場での取付けが複雑になることから、内板部材３Ａの標準化設計が困難となる。

図１２（図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＦ−Ｆ線断面図）に、ダクト全領域における複数の内板部材３Ａの設置方法を示す。ダクト内を流れる高温高流速のガス１１が、内板部材３Ａの下部に流入することを防ぐため、上流側の内板部材３Ａが下流側の内板部材３Ａの上側に設置され、図示した鉛直方向Ｖの上側の内板部材３Ａが鉛直方向Ｖの下側の内板部材３Ａより上側に設置される。また、重ね合わされる二枚の内板部材３Ａ，３Ａ同士の重ね代は、例えば９９ｍｍに設定される。このような内板支持構造にしておけば、熱伸びによる構造的な問題が無く、かつダクト内を流れる高温高流速ガス１１が、内板部材３Ａの下部に流入することがない。

図１３には、後述する図１７に示す防振材挿入型ワッシャ１８を図１８に示す様に内板３側の約６５０℃、かつ約３０ｍ／ｓ程度の高温かつ高流速のガス１１に接するスタッドボルト５の端部に設置した場合の摩耗量ｂと、本実施例の図２に示す防振ワッシャ８を図１に示すダクト壁１２の全厚さのほぼ半分の位置である温度約３５０〜４００℃、かつ流速０ｍ／ｓの位置に設置した場合の摩耗量ａの比較を示す。

図１７に示す防振材挿入型ワッシャ１８を図１８に示す高温高流速のガス１１に接する内板３側のスタッドボルト５の端部に設置した場合の防振材２１の摩耗量ｂは、ガス１１の影響で時間とともに増え、摩耗量の許容値ｃに到達して、その防振性能が無くなり、かつ構造的な信頼性をも失うことになる。

これに対して本実施例による保温部材４Ａ、４Ｂの内部に防振ワッシャ８を設置した場合、高温高流速ガス１１の影響が無く、その摩耗量ａが許容値ｃに達することなく、防振性能及び構造的な信頼性が長期的に維持される。

図１に示すダクト壁１２の断面構造に、さらに中板９を中間部材６と共に用いる図１４（図１４（ａ）はダクト壁１２のガス流れ方向に平行な方向の断面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図）に示す構造を採用しても良い。この場合は保温部材４Ａ、４Ｂを区分けする中間部材６に中板９を重ねて配置し、図２に示す一対の防振ワッシャ８と中板９と中間部材６とスタッドボルト５Ｂとをナット７Ｂで締め付ける構成とする。

本実施例の防振ワッシャ８も実施例１記載の防振ワッシャ８と同じく、ダクト内部を流れる高温高流速ガス１１側から防振材あるいは減衰材等の材料からなる保温部材４Ａ、４Ｂの全厚さの半分の位置又はそれより外側の位置に設置する。

この構造の場合にも、図２に示す市販の防振材８ｂを有する防振ワッシャ８を用いても、その耐熱性と耐摩耗性で十分使用に耐える。また、中板９を設けたので熱遮断効果および遮音効果が良くなり、優れた耐久性を有するダクト壁１２が得られる。
なお、図１４（ａ）にはダクト内板３と外板２の間の温度分布１００も示している。

図１５に本実施例のダクト壁１２のガス流れ方向に平行な方向の断面図（図１５（ａ））と図１５（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図（図１５（ｂ））を示すが、図１４に示す構造との相違点は、外板２の板厚に対して、少なくとも３倍以上の厚さを有する防振材料あるいは減衰材料等からなる低温部の保温部材４Ｂを設置し、この保温部材４Ｂを外板２と中板９間にスタッドボルト５Ｂとナット７Ｂで少なくとも１０％の圧縮率で圧縮して支持したことであり、その他の構成は全て実施例２と同じである。このとき、一対の防振ワッシャ８で中間部材６と中板９を挟み込む。
なお、図１５（ａ）にはダクト内板３と外板２の間の温度分布１００も示している。

このように１０％以上の圧縮率で保温部材４Ｂを圧縮支持することにより、外板２、保温部材（防音材）４Ｂ、中間部材６及び中板９の密着性が保持でき、これらの間で構造的なゆるみが生じることなく、ダクト壁１２の防振性能が保持できる。また、外板２の板厚に対して、保温部材（防音材）４Ｂは少なくとも３倍以上の厚みを有するので、外板２の曲振動により発生する保温部材４Ｂの曲げ歪みが大きくなり、十分な振動減衰性能が得られる。

このようにして、外板２に保温部材４Ｂを密着させることで減衰効果を高めると同時に固体伝搬音作用時のダクト壁１２の曲振動を抑える。

また、上記のように保温部材４Ｂを圧縮して取付ける際には、事前にスタッドボルト５Ａ、５Ｂのネジ切り長を、所定の圧縮率を考慮して作製しておけば、簡単に施工ができる
図１６と図２５を用いて、実施例３の防振ワッシャ８の性能を説明する。
図２５に示すように、ＨＲＳＧダクト用タービンスペクトルｈは２５０Ｈｚ以下の低周波帯域での音が大きく、これがＨＲＳＧダクト防音における大きな問題であることは既に述べた通りである。

まず、最初に防振ワッシャ８（図２）を設けていない図２３及び図２４に示す従来技術のダクト壁構造における透過損失ｄを図１６に示す。
図１６には前記透過損失ｄ（従来技術）と図１４に示すダクト壁１２の透過損失ｅ（実施例２）と図１５に示すダクト壁１２の透過損失ｆ（実施例３）の周波数と音の透過損失（ｄＢ）の関係を示す。

図１６に示すように、従来技術である図２３と図２４に示すダクト壁の透過損失ｄは、図１４に示す防振ワッシャ８を設置したダクト壁１２の透過損失ｅ（実施例２）と図１５に示す防振ワッシャ８を設置し、かつ低温部の保温部材４Ｂを圧縮したダクト壁１２の透過損失ｆ（実施例３）に比べて小さかった。

図１４に示す防振ワッシャ８を設置した実施例２の透過損失ｅは従来技術の透過損失ｄより向上するが、さらに図１５に示す実施例３の透過損失ｆは従来技術では未解決であった２５０Ｈｚ以下の低周波帯域の透過損失を向上できる。

以上の実施例１〜３によるダクト構造を用いれば、防振ワッシャ８の摩耗問題が無い状態で、ダクト壁１２の耐久性能と防音性能を長期に亘って良好な状態に保ち、信頼性の高いダクト構造を提供することができる。

本実施例ではＨＲＳＧのダクト壁１２の内部の高温・高流速ガス１１の流れる領域に適用する防振ワッシャとして図１７（ａ）の斜視図と図１７（ｂ）の断面図に示す構成からなる制振材挿入型ワッシャ１８を用いた。

制振材挿入型ワッシャ１８は、盆状に加工された受け皿１９と、皿１９の内径に合わせた蓋２０で防振材２１を挟む構造を採用している。ＨＲＳＧ内を流れる高温高流速ガス１１の影響で約６５０℃かつ約３０ｍ／ｓ程度の高温高流速の条件にさらされ、この悪条件に耐える狙いで、図１７のような制振材挿入型ワッシャ１８の構成が示されている。

図１８に制振材挿入型ワッシャ１８を用いた本実施例のＨＲＳＧのダクト壁１２の構造を示す。図１８（ａ）はダクト壁１２のガス流れ方向に平行な方向の断面図、図１８（ｂ）は図１８（ａ）の一部拡大図、図１８（ｃ）は図１８（ｂ）のＡ−Ａ線矢視図を示す。

制振材挿入型ワッシャ１８の蓋２０と皿１９の間に約６５０℃の高温かつ高流速のガス１１が入り込むため、防振材２１の摩耗の問題が発生することから、防振材２１として防振ゴムなどの防振性能に優れた材料が使用できずロックファイバ、セラミックファイバ、グラスファイバーや金属繊維物などを用いる。

また、本ワッシャ１８は２５０Ｈｚ以上の中〜高周波域についてのみ防音効果があり、その他の低周波域の騒音レベルが高い場合には防音効果が比較的良くない。
従って、制振材挿入型ワッシャ１８は図２０に示すＨＲＳＧのダクト壁１２の比較的低温領域（６００℃〜４００℃付近）にあるガス流路に設置されることが望ましい。

図１８に示すように、ダクト壁１２の外板２とダクト内部側の内板３の間に複数の保温部材４を積層状に配置し、外板２と内板３をスタッドボルト５と保温部材４を固定する機能を有するインサレーションピン２５で保持し、また外板２に端部が支持されたスタッドボルト５の内板３側に一対の制振材挿入型ワッシャ１８，１８およびナット３１，３１を設けて、内板３を取り付け、インサレーションピン２５の保温部材４の各層の間にスピードワッシャ２６を配置して各保温部材４を固定している。

図１８に示すように制振材挿入型ワッシャ１８は、従来からのＨＲＳＧのダクト壁１２の標準保温構造の円盤状ワッシャ３６（図２２参照）の代わりに取付けられ、制振材２１による音（振動）の減衰効果により固体伝搬音を減少させるものである。制振材挿入型ワッシャ１８の遮音効果以外の特徴を以下に示す。

１）制振材挿入型ワッシャ１８自身がワッシャとしての性能を有するため、部品点数の増加とならない。

２）制振材挿入型ワッシャ１８に用いられる制振材２１は直接ガス１１に曝されないため制振材２１が飛散するおそれが無い。

３）内板３を挟み込む一対の制振材挿入型ワッシャ１８は、プラント起動停止時の内部温度の変化により、内板３が伸縮し、その伸縮による摩擦抵抗により制振材挿入型ワッシャ１８の断面内に発生する剪断力に耐えうる構造である。

なお、図１８に示す防振ワッシャ１８の遮音効果があるのは、図２５に示すグラフで２５０Ｈｚ以上の中〜高周波域であり、２５０Ｈｚ以下の低周波帯域の音が大きいタービン音源スペクトルｈでは防音効果が期待できない。

上記実施例４によるダクト構造を用いれば、制振材挿入型ワッシャ１８を用いるダクト壁構造は防振ワッシャ８をダクト壁内部に組み込む場合に比べて耐久性は劣るがダクト壁１２の防音性能を比較的長期に亘って良好な状態に保ち、信頼性の高いダクト構造を提供することができる。

上記実施例４では図１７に示す制振材挿入型ワッシャ１８をダクト壁１２の外板２の内側の保温構造に適用する場合について述べたが、図１９（図１９（ａ）は本実施例の制振材挿入型ワッシャ１８を用いたＨＲＳＧのダクト壁１２のガス流れ方向に平行な方向の断面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）のＡ−Ａ線矢視図、図１９（ｃ）は図１９（ｂ）の一部拡大図）に示す。

この実施例のダクト壁１２は前記実施例１〜４記載のダクト壁１２又は図２２〜図２４に示した従来技術のダクト壁１２を用いることができ、該ダクト壁１２の外板２のさらに外側（外気側）に保温部材４Ｃ（保温部材４Ａ、４Ｂと同一材料からなる）が施工され、外板２に取付けられたスタッドボルト５及びサポートアングル３３と外装板３２によって構成される外部保温構造にも適用可能である。すなわち、制振材挿入型ワッシャ１８はサポートアングル３３と外板２との間の防振材として使用し得る。
この場合の制振材挿入型ワッシャ１８は固体伝搬振動がダクト壁１２の外部に漏れ出ることを有効に防止できる。

ＨＲＳＧ壁面を模擬した試験体に制振材挿入型ワッシャ１８を組み込み透過損失を測定した結果、従来構造に比べ中〜高周波帯域において平均５（ｄＢ）の遮音性向上を確認した。
実施例５によるダクト構造はダクト壁１２の防音性能を比較的長期に亘って良好な状態に保ち、信頼性の高いダクト構造を提供することができる。

なお、実施例２〜５においても、図１２に示すように隣接する二枚の内板部材３Ａを互いに一部重ね合わて、ＨＲＳＧの内壁面全体を構成する内板３とする。

本発明のダクト壁構造は、ダクト内部に高温ガスが流れるＨＲＳＧのようなダクト構造に利用でき、防振ワッシャのサポート構造の熱伸び対策とダクトの防音性能を良好な状態に維持でき、長期に亘って信頼性の高いダクト構造を維持することができる。

また、本発明のダクト壁構造は、ガスタービンなどの熱機関から排出される高温高流速ガスが流れるダクト等のダクト壁構造だけでなく、各種工業用プラント、焼却プラント、発電プラントなどで使用されるエアや燃焼ガスなどの気体搬送用ダクトの保温及び防音用のダクト壁構造として利用可能性がある。

Claims (17)

1. ガス流路を構成するダクト壁構造であって、
   ガス流側の内板（３）と、外気側の外板（２）と、前記内板（３）と外板（２）の中間部に内板（３）と外板（２）と平行に、その長手方向が配置される１以上の中間部材（６）と、
   前記内板（３）と中間部材（６）との間隔保持用に内板（３）と中間部材（６）に両端部が固定された複数の第１サポート部材（５Ａ）と、
   前記外板（２）と中間部材（６）との間隔保持用に外板（２）と中間部材（６）に両端部が固定された複数の第２サポート部材（５Ｂ）と、
   前記第２サポート部材（５Ｂ）の中間部材側の接続部に取り付けられた防振性ワッシャ（８）と、
   前記内板（３）と外板（２）の間にあって、前記中間部材（６）と前記第１、第２サポート部材（５Ａ、５Ｂ）と防振性ワッシャ（８）の隙間に充填される保温部材（４）と、
   を備えたことを特徴とする保温及び防音用のダクト壁構造。
2. 前記第１サポート部材（５Ａ）と中間部材（６）との固定位置と前記第２サポート部材（５Ｂ）と中間部材（６）との固定位置とはガス流方向に互いにずれていることを特徴とする請求項１記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
3. 防振性ワッシャ（８）の取り付け位置は４００℃以下のダクト壁内の領域に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
4. 内板（３）と外板（２）の間に充填される保温部材（４）の全厚さの半分又は該半分より外板（２）側の位置に防振性ワッシャ（８）を設置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
5. 中間部材（６）と外板（２）の間に充填される保温部材（４Ｂ）は、少なくとも外板（２）の厚さの３倍以上の厚さを有する防振材料又は振動減衰材料からなり、該保温部材（４Ｂ）の全厚の少なくとも１０％の圧縮率で圧縮して外板（２）に密着させたことを特徴とする請求項４記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
6. 中間部材（６）には、第２サポート部材（５Ｂ）を通す穴（６Ａ、６Ｂ）を、中間部材（６）の長手方向に沿って複数個設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
7. 中間部材（６）に設けられた第２サポート部材（５Ｂ）を通す複数個の穴（６Ａ、６Ｂ）は、中間部材（６）の長手方向の中央部に配置した防振性ワッシャ（８）固定用の穴（６Ａ）と、該固定用穴（６Ａ）を中心に中間部材（６）の長手方向の対称位置にそれぞれ一組以上配置したルーズ穴（６Ｂ）を備えたことを特徴とする請求項６記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
8. 中間部材（６）は、その長手方向がガス流れに直交する方向に向けて配置し、ガス流れ方向とガス流れに直交する方向にそれぞれ複数個配置されたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
9. 中間部材（６）は、その長手方向がガス流れに平行な方向に向けて配置し、ガス流れ方向とガス流れに直交する方向にそれぞれ複数個配置されたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
10. 内板（３）は、複数の内板部材（３Ａ）を張り合わせて構成され、各内板部材（３Ａ）には第１サポート部材（５Ａ）を通す複数個の穴（Ｈ１，Ｈ２，・・・）を設けたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
11. 各内板部材（３Ａ）に設けられた第１サポート部材（５Ａ）を通す複数個の穴（Ｈ１，Ｈ２，・・・）は、内板部材（３Ａ）の中央部に配置した防振性ワッシャ（８）固定用の穴（Ｈ１）と、該固定用穴（Ｈ１）を中心にして内板部材（３Ａ）の周辺部の対称位置にそれぞれ一組以上配置したルーズ穴（Ｈ２，Ｈ３，・・・）を備えたことを特徴とする請求項１０記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
12. 各内板部材（３Ａ）は、隣接する内板部材（３Ａ）と一部重ね合わせて配置され、またガス流れの上流側の内板部材（３Ａ）が下流側の内板部材（３Ａ）の上側に設置され、かつ鉛直方向上側の内板部材（３Ａ）が鉛直方向下側の内板部材（３Ａ）より上側に設置されたことを特徴とする請求項１０又は１１記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
13. 中間部材（６）の取り付け位置には内板（３）と外板（２）の長手方向に沿って保温部材（４）を二分する中板（９）を設けたことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
14. 防振性ワッシャ（８）は、２枚の板状部材（８ａ，８ａ）で防振材（８ｂ）を挟んだ構成からなることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の保温及び防音用のダクト壁構造。
15. ガスの流路を構成するダクト壁であって、ガス流側の内板（３）と、外気側の外板（２）と、内板（３）と外板（２）との間隔保持用に内板（３）と外板（２）に両端部が固定された複数のサポート部材（５）と、
    内板（３）と外板（２）の間にある前記サポート部材（５）の隙間に充填される保温部材（４）と、
    ガス流に接する前記サポート部材（５）の内板（３）との接続部に取り付けられた盆状に加工された受け皿（１９）、受け皿（１９）に挿入される制振材（２１）及び受け皿（１９）の内径に合わせた上蓋（２０）により構成される防振性ワッシャ（１８）と、
    を備えたことを特徴とする保温及び防音用のダクト壁構造。
16. ガス流側の内板（３）と、外気側の外板（２）と、内板（３）と外板（２）との間隔保持用に内板（３）と外板（２）に両端部が固定された複数のサポート部材（５）と、前記内板（３）と外板（２）の間にあるサポート部材（５）の隙間に充填される保温部材（４）と、を備えたガス流路を構成するダクト壁の構成部材であって、
    ガス流に接するサポート部材（５）の内板側の接続部に取り付けられることを特徴とする盆状に加工された受け皿（１９）、受け皿（１９）に挿入される制振材（２１）及び受け皿（１９）の内径に合わせた上蓋（２０）により構成されたことを特徴とする防振性ワッシャ。
17. 請求項１ないし１５のいずれかに記載のダクト壁構造の外板（２）のさらに外気側に配置した保温部材（４Ｃ）と、外板（２）に取付けられたサポート部材（５Ｃ）により支持され、外板（２）から間隔を開けて外板（２）の長手方向に平行な方向に配置された外装板（３２）と、該外装板（３２）と前記サポート部材（５Ｃ）との間に固定される請求項１６記載の防振性ワッシャ（１８）と、を備えたことを特徴とする外部保温構造。

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