(57)【要約】【課題】ガスタービン燃焼システムの冷却について説明する。【解決手段】本ガスタービン燃焼システムは、それらの間に壁を形成した外部及び内部表面と中心領域とを有するライナのような第１の部材を含む。キャップのような第２の部材が、その内部表面に隣接して設置される。冷却ガスの供給源が、第１の部材の外部表面と流体連通状態になっている。その中にフーラシールが設置された開放スペースが、第１の部材の内部表面と第２の部材との間に設置される。第１の部材の壁内の少なくとも１つの開口部が、第１の部材の外部表面から開放スペースへの冷却ガスのための通路を形成する。通路は、それに沿って冷却ガスが流れかつ開放スペース内に吐出される方向軸線を有する。方向軸線は、第１の部材の中心領域に向かう方向以外の方向に実質的に配向される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それらの間にその壁（３０）を形成した外部表面（２６）及び内部表面（２８）を有する第１の部材（１３）であって、該第１の部材（１３）の壁（３０）が、該第１の部材（１３）が中心領域を有するエンクロージャを実質的に含むように構成されている第１の部材（１３）と、
少なくともその一部が前記第１の部材（１３）の内部表面（２８）に隣接して設置されかつ少なくとも部分的に該第１の部材（１３）の壁（３０）によって囲まれた第２の部材（４０）と、
少なくとも部分的に前記第１の部材（１３）の内部表面（２８）と前記第２の部材（４０）との間に設置された実質的開放スペース（６０）と、
少なくとも前記第１の部材（１３）の外部表面（２６）と流体連通状態になった冷却ガスの供給源（１５）と、
前記第１の部材（１３）の外部表面（２６）から該第１の部材（１３）の壁（３０）を貫通して前記実質的開放スペース（６０）に流れる前記冷却ガスのための少なくとも１つの通路（７１）を形成した、該第１の部材（１３）の壁（３０）内の少なくとも１つの開口部（７０）と、を含み、
前記少なくとも１つの通路（７１）が、それに沿って前記冷却ガスが該少なくとも１つの通路（７１）を通って流れかつ前記実質的開放スペース（６０）内に吐出される方向軸線（８２）を有するように構成され、
前記方向軸線（８２）が、前記第１の部材（１３）の中心領域に直接向かう以外の方向に実質的に配向される、
ガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項２】
フーラシール（５０）の少なくとも一部分が、前記実質的開放スペース（６０）内に設置される、請求項１記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項３】
前記第２の部材（４０）が、その中に該ガスタービン燃焼システム（１０）の１つ又はそれ以上の燃料ノズル（１４）の少なくとも一部分を収納したキャップを含む、請求項２記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項４】
前記第１の部材（１３）が、実質的に円筒形であるセクション（２７）を少なくとも含み、
前記第２の部材（４０）が、少なくともその一部が前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の内部表面（２８）に隣接して設置され、
前記実質的開放スペース（６０）が、少なくとも部分的に前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の内部表面（２８）と前記第２の部材（４０）との間に設置され、
前記冷却ガスの供給源（１５）が、少なくとも前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の外部表面（２６）と流体連通状態になっており、
前記少なくとも１つの開口部（７０）が、前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の壁（３０）内に設置されかつ前記実質的円筒形セクション（２７）の外部表面（２６）から該実質的円筒形セクション（２７）の壁（３０）を貫通して前記実質的開放スペース（６０）に流れる前記冷却ガスのための少なくとも１つの通路（７１）を形成し、
前記少なくとも１つの通路（７１）の方向軸線（８２）が、前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の円周と実質的に整列する、
請求項１記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項５】
フーラシール（５０）の少なくとも一部分が、前記実質的開放スペース（６０）内に設置される、請求項４記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項６】
前記第２の部材（４０）が、その中に該ガスタービン燃焼システム（１０）の１つ又はそれ以上の燃料ノズル（１４）の少なくとも一部分を収納したキャップを含む、請求項５記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの通路（７１）の方向軸線（８２）が、該方向軸線（８２）を含む少なくとも１つの平面内において前記第１の部材（１３）の壁（３０）に対して９０度以外の角度になっている、請求項１記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項８】
フーラシール（５０）の少なくとも一部分が、前記実質的開放スペース（６０）内に設置される、請求項７記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項９】
前記第１の部材（１３）が、実質的に円筒形であるセクション（２７）を少なくとも含み、
前記第２の部材（４０）が、少なくともその一部が前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の内部表面（２８）に隣接して設置され、
前記実質的開放スペース（６０）が、少なくとも部分的に前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の内部表面（２８）と前記第２の部材（４０）との間に設置され、
前記冷却ガスの供給源（１５）が、少なくとも前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の外部表面（２６）と流体連通状態になっており、
前記少なくとも１つの開口部（７０）が、前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の壁（３０）内に設置されかつ前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の外部表面（２６）から該第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の壁（３０）を貫通して前記実質的開放スペース（６０）に流れる前記冷却ガスのための少なくとも１つの通路（７１）を形成し、
前記少なくとも１つの通路（７１）の方向軸線（８２）が、前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の半径方向線以外の線に沿って配向される、
請求項１記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【請求項１０】
前記第１の部材（１３）が、実質的に円筒形であるセクション（２７）を少なくとも含み、
前記第１の部材（１３）の外部表面（２６）及び内部表面（２８）によって形成された該第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の壁（３０）が実質的に環状であり、
前記第２の部材（４０）が、実質的に円筒形でありかつ少なくともその一部が前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）内部に設置され、
前記実質的円筒形第２の部材（４０）が、外部表面（４２）を有し、
前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の実質的環状壁の内部表面（２８）が、前記実質的円筒形第２の部材（４０）の外部表面（４２）から間隔を置いて配置されて、それらの間に前記実質的開放スペース（６０）の少なくとも一部分を形成するようになっており、
前記冷却ガスの供給源（１５）が、少なくとも前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の実質的環状壁（３０）の外部表面（２６）と流体連通状態になっており、
前記少なくとも１つの開口部（７０）が、前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の実質的環状壁（３０）内に設置されかつ前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の実質的環状壁（３０）の外部表面（２６）から該環状壁（３０）を貫通して該第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の実質的環状壁（３０）の内部表面（２８）と前記実質的円筒形第２の部材（４０）の外部表面（４２）との間の前記実質的開放スペース（６０）に流れる前記冷却ガスのための少なくとも１つの通路（７１）を形成し、
前記第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の実質的環状壁（３０）内の前記少なくとも１つの通路（７１）が、その長手方向軸線が該第１の部材（１３）の実質的円筒形セクション（２７）の円周と整列した状態で該環状壁（３０）に対して９０度以外の角度で配置された実質的円筒形構成を有する、
請求項１記載のガスタービン燃焼システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービン燃焼システムの部品及び構成要素の冷却に関し、具体的には、そのようなシステムにおいて使用するフーラシール及びキャップの冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にガスタービン燃焼システム内で行なうような空気／燃料混合気の燃焼は、そのようなシステムを構成した部品及び構成要素を破壊しないとしても、それら部品及び構成要素に悪影響を与えるおそれがある温度の高温燃焼ガスの形態で大量の熱を発生する。幾つかの実施例では、燃焼自体が行なわれる領域においてではなく高温燃焼ガスが取込まれる領域において冷却の必要性が生じる。高温燃焼ガスがもたらす問題を軽減するために、ガスタービン燃焼システムの重要な機構として一般的に冷却装置が設けられる。
【０００３】
殆どの場合に、ガスタービン燃焼システムの冷却装置は、そうでなければガスタービン燃焼システムにおいて使用可能である加圧つまり高圧空気を使用する。従って、高圧空気は、冷却目的及び燃焼用の燃料との混合目的の両方のために使用することができる。
【０００４】
多くの場合、冷却装置は、特定の冷却要求又は必要性に対応するような特有の
設計にされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，２６０，９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いずれにしても、冷却目的のために大量の冷却空気を使用しない状態で、燃焼システムの部品及び構成要素の重要な温度低下をもたらす冷却装置を得ることは特に有用であることになる。
【０００７】
以下の説明は、本発明の態様の幾つかの実施例についての基本的な理解を得るために、本発明の簡略化した要約を示している。この要約は、本発明の広範な概説ではない。さらに、この要約は、本発明の重要な要素を特定することを意図するものではないし、また本発明の技術的範囲を記述するものでもない。この要約の唯一の目的は、後で示すより詳細な説明に対する前置きとして簡略化した形態で本発明の特定の概念を示すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様によると、本発明は、ガスタービン燃焼システムに関し、本ガスタービン燃焼システムは、それらの間にその壁を形成した外部表面及び内部表面を有する第１の部材を含む。第１の部材の壁は、該第１の部材が中心領域を有するエンクロージャを実質的に含むように構成されている。冷却ガスの供給源が、少なくとも第１の部材の外部表面と流体連通状態になっている。本システムの第２の部材が、少なくともその一部が第１の部材の内部表面に隣接して設置されかつ少なくとも部分的に該第１の部材の壁によって囲まれる。第２の部材に対する第１の部材の配置により、少なくとも部分的に該第１の部材の内部表面と該第２の部材との間に設置された実質的開放スペースが形成される。第１の部材の壁は、該第１の部材の外部表面から該第１の部材（１３）の壁（３０）を貫通して実質的開放スペースに流れる冷却ガスのための少なくとも１つの通路を形成した少なくとも１つの開口部を含む。少なくとも１つの通路は、それに沿って冷却ガスが該少なくとも１つの通路を通って流れかつ実質的開放スペース内に吐出される方向軸線を有するように構成される。１つの態様では、方向軸線は、第１の部材の中心領域に直接向かう以外の方向に実質的に配向される。
【０００９】
前述の態様の実施例では、第１の部材と第２の部材との間において少なくとも部分的に開放スペース内にフーラシールを設置することができ、また第２の部材は、その内部に本ガスタービン燃焼システムの燃料ノズルを少なくとも部分的に収納したキャップを含むことができる。従って、そのような実施例では、本発明は、フーラシール及びキャップの効果的な冷却をもたらすことができる。
【００１０】
本発明の前述の及びその他の態様は、幾つかの図において同じ参照符号を使用して同様な部品又は要素を表している添付図面に関連してなした本発明の実施形態の実施例の詳細な記載から当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例を含むガスタービン燃焼システムの概略図。
【図２】本発明の実施例としての実施形態を示す、図１において鎖線で囲んだ本システムの一部分の部分断面拡大詳細斜視図。
【図３】図１において鎖線で囲んだ部分の断面拡大詳細側面図。
【図４】図２の線４−４に沿った断面図。
【図５】本発明の実施形態の実施例に関する特定の幾何的形状関係を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の１つ又はそれ以上の態様を組込んだ実施例としての実施形態について、図面を参照して以下に説明する。これらの図示した実施例は、本発明に対する限定であることを意図するものではない。例えば、本発明の１つ又はそれ以上の態様は、他の実施形態においてまたその他の装置の形式においてさえ利用することができる。さらに、本明細書では、専ら都合上だけで特定の用語を使用しており、それら用語は、本発明に対する限定として捉えるべきではない。
【００１３】
先ず図１を参照すると、当業者にはよく知られている一般的な形式のガスタービン燃焼システム１０を示している。ガスタービン燃焼システム１０は、密閉空間内部で空気及び燃料混合気を燃焼させかつ発生高温燃焼ガスをタービンブレードのアレイを通して吐出させることによってタービンを駆動するのに必要とされる高温燃焼ガスを発生させる。そのような作動では、例えば一般的には圧縮機１５からの空気である高圧ガスが、燃料ノズル１４内部で燃料と混合される。空気／燃料混合気は、燃料ノズル１４から本ガスタービン燃焼システムの第１の部材を含むライナ１３によって形成された燃焼チャンバ１２内に吐出され、燃焼チャンバ１２において、混合気が燃焼され、発生した燃焼ガスは、移行部品１６を通ってタービンセクション１８内に高速度で流れる。
【００１４】
高圧ガスの少なくとも一部分はまた、燃料ノズル１４内で燃料と混合されるのに先立って本システムの一部の部品及び構成要素を冷却する働きをする。図１の実施形態では、例えばガスは、圧縮機１５から流出し、第１のスリーブ２２及び第２のスリーブ２４内に設けられた開口部（図示せず）を通って環状空間２０に流入しかつ該環状空間から上向きに流れて、移行部品１６及びライナ（以下においては、第１の部材）１３の外側を冷却するようになる。その後、高圧ガスは、燃料ノズル１４内に流入し、燃料ノズル１４において、高圧ガスは燃料ノズル１４内の燃料と混合する。さらに、高圧ガスは、第１の部材１３の頂部及び燃料ノズル１４の底部に設置された本燃焼システムのこれら構成要素を冷却する。これら構成要素には、本ガスタービン燃焼システムの第２の部材を含むキャップ４０及びフーラシール５０が含まれる。図２には、図１において鎖線で囲んだ領域における第１の部材１３の頂部及び端部と共にキャップ４０及びフーラシール５０の詳細拡大斜視図を示しており、また図３には、同一の領域の断面拡大側面図を示している。
【００１５】
その実施例としての実施形態における図２及び図３を参照すると、第１の部材１３は、それらの間に該第１の部材の壁３０を形成した外部表面２６及び内部表面２８を有するものとして示している。第１の部材１３の壁３０は、該第１の部材が中心領域を有するエンクロージャを実質的に含むように構成される。この点に関して、必ずしもこのケースのようにする必要はないが、図２及び図３の実施形態において示すようなライナつまり第１の部材１３は、実質的に円筒形である参照符号２７で示すようなセクションを少なくとも有する。このケースでは、実質的円筒形セクション２７の壁３０は、図２及び図３に示すようにその構成を実質的に環状とすることができる。またこのケースでは、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の中心領域は、円筒形セクションの中心軸線に隣接した近辺域を含むことになる。第１の部材１３がその全体として又は一部として、例えば楕円形断面を有する別の実施形態では、中心領域は、楕円形断面の長軸及び短軸の交差位置に隣接した近辺域を含むことになる。第１の部材１３がその全体として又は一部として、例えば八角形断面のような多角形断面を有するさらに別の実施形態では、八角形断面の中心に隣接した近辺域は、中心領域を含むことになる。第１の部材１３は、全体として或いは１つ又はそれ以上のセクションとしてのいずれかで様々な形状及び構成を有するエンクロージャを含むことができ、またそのようなエンクロージャの中心領域は、それらエンクロージャのそれぞれの中心の近辺域に位置することになることを当業者には理解されたい。
【００１６】
図２及び図３の実施形態におけるキャップ（本明細書では、第２の部材と呼ぶ）４０は、実質的に円筒形であるものとして、また外部表面４２を有するものとして示している。この実施形態では、第２の部材４０の少なくとも一部分は、第１の部材１３の内部にかつ該第１の部材１３と実質的に同軸に配置されている。第２の部材４０内に存在するものとしてアクセス開口部４４を示しており、このアクセス開口部４４を通して燃料ノズルの１つが延びて、燃焼チャンバ１２内に燃料／空気混合気を吐出することができるようにすることができる。燃料ノズル１４の底部つまり出口端部は、当業者にはよく知られている方法で第２の部材４０内部に支持して、該第２の部材４０が本ガスタービン燃焼システムの燃料ノズル１４の１つ又はそれ以上の少なくとも一部分を含むようにすることができる。そのような構成において、また図２及び図３の実施形態において示すように、第２の部材４０は、少なくともその一部が第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の内部表面２８に隣接して、又は少なくともその一部が該第１部材１３の実質的円筒形セクション２７の内部に設置される。
【００１７】
ライナつまり第１の部材１３及び第２の部材４０は、少なくとも部分的に第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の内部表面２８と第２の部材４０との間に設置された空洞又は実質的開放スペース６０を形成するように互いに対して配置される。従って、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の壁３０の内部表面２８は、第２の部材４０の外部表面４２から間隔を置いて配置されて、それらの間に実質的開放スペース６０を形成するようになる。この図示した実施形態では、壁３０は、実質的に環状である。
【００１８】
図２及び図３から分かるように、これらの図に示した実施形態では、フーラシール５０の少なくとも一部分は、第１の部材１３の実質的円筒形セクションの壁３０の内部表面２８と第２の部材４０の外部表面４２との間で実質的開放スペース６０内に設置される。図２及び図３の実施形態では、フーラシールの一側面５２は、例えば溶接によって第２の部材４０に取り付けられ、またライナつまり第１の部材１３は、フーラシール５０の反対側面５４上に載置される。
【００１９】
説明する本ガスタービン燃焼システムの場合では、実質的開放スペース６０を含む、第２の部材４０及びフーラシール５０が設置されている領域内に燃焼チャンバ１２からの高温燃焼ガスが取込まれて、キャップ及びフーラシールにおいて有害な高温度が形成される可能性が生じるおそれがある。本発明は、ここで説明するようなこの問題に対処するものである。
【００２０】
上に示したように、本ガスタービン燃焼システムは、環状空間２０を通って流れる冷却ガスの供給源として働く圧縮機１５を含む。この冷却ガスの供給源は、少なくとも第１の部材１３の外部表面２６、具体的には実質的に環状とすることができる壁３０における該第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の外部表面２６と流体連通状態になっており、それによって第２の部材４０及びフーラシール５０は、冷却される。
【００２１】
具体的には、少なくとも１つの開口部７０は、第１部材１３の実質的円筒形セクション２７の壁３０内に設けられる。図４に示すように、少なくとも１つの開口部７０は、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の外部表面２６から該第１の部材の実質的円筒形セクションの壁３０を貫通して、１つの実施形態では第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の壁３０の内部表面２８と第２の部材４０の外部表面４２との間に設置された実質的開放スペース６０に流れる冷却ガスのための少なくとも１つの通路７１を形成する。図４に示すように、少なくとも１つの通路７１は、それに沿って冷却ガスが該少なくとも１つの通路を通って流れかつ実質的開放スペース６０内に吐出されることになる方向軸線８２を含む。また、図４から分かるように、方向軸線８２は、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の円周と実質的に整列している。つまり、実質的円筒形セクション２７の円周及び方向軸線８２の両方を実質的に含む平面が存在する。その結果として、冷却ガスは、少なくとも部分的に実質的円筒形セクション２７の内部表面２８の円周方向に傾斜して流れることになる。
【００２２】
図面に示すこの実施形態では、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の壁３０を貫通する少なくとも１つの通路７１は、該第１の部材の実質的円筒形セクションの円周上に互いに等しく間隔を置いて配置されて、その方向軸線が円周と整列するようになった複数のそのような通路を含む。それに代えて、例えば、通路の位置は、該通路が第１の部材１３の実質的円筒形セクションの異なる円周と整列するような方式で千鳥配列することができる。
【００２３】
次に、本発明の幾つかの態様に関して存在することができる特定の幾何学形状関係を説明する目的で、少なくとも１つの通路７１、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７、及び第２の部材４０の構成の概略図である図５について参照する。
【００２４】
上記したような１つの態様では、第１の部材１３の壁３０内の少なくとも１つの開口部７０は、第１の部材の外部表面２６から該第１の部材の壁を貫通して実質的開放スペース６０に流れる冷却ガスのための少なくとも１つの通路７１を形成する。少なくとも１つの通路７１は、それに沿って冷却ガスが該少なくとも１つの通路を通って流れかつ実質的開放スペース６０内に吐出される方向軸線８２を有するように構成される。図５で分かるように、方向軸線８２は、第１の部材が円筒形である特定のケースでは、円筒体の中心軸線に隣接した領域であることになる該第１の部材１３の中心領域に直接向かう以外の方向に実質的に配向される。
【００２５】
別の態様では、少なくとも１つの通路７１は、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の半径方向線（放射状線）以外の線に沿って延びる方向軸線８２に沿って実質的開放スペース６０内に冷却ガスを導くように構成される。図５に示すようなこの態様の特定の場合には、半径方向線以外の線に沿って延びる方向軸線８２、及び冷却ガスが実質的開放スペース６０内に吐出される実質的ポイントで方向軸線８２と交差する第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の半径方向線８１は、ゼロ又は９０度以外である角度βの範囲を定める。この角度の値は、少なくとも様々な構成要素とそれらの特定の構成との間の空間的関係に応じて変化させることができる。１つの実施形態では、定めた角度は、４５度である。
【００２６】
さらに別の態様では、少なくとも１つの通路７１は、方向軸線を含む少なくとも１つの平面内において、例えば第１の部材１３の断面が多角形である場合のようにその壁が平坦であるか、又は例えば第１の部材の断面が円形又は楕円形である場合のようにその壁が湾曲しているかのいずれであるかに拘わらず、該第１の部材の壁に対してゼロ又は９０度以外の角度になる方向軸線を有するように構成される。図５に示す特定のケースでは、図５の平面のような、方向軸線を含む少なくとも１つの平面内において、方向軸線８２は、該方向軸線８２と第１の部材１３の半径方向線８１との間の交差ポイントを通る該第１の部材の接線８３で示すような例えば第１の部材１３の壁３０に対して４５度のようなゼロ又は９０度以外の角度αになっている。この角度αの値は、角度βを変化させることができるのと少なくとも同じ理由で変化させることができる。
【００２７】
図面には具体的に示していないが、少なくとも１つの通路７１は、該少なくとも１つの通路の方向軸線が、第１の部材の実質的円筒形セクションの半径方向線に沿う以外の方向になりかつ該第１の部材の実質的円筒形セクションの円周と実質的に整列した状態以外の方向になるように構成することができる。このケースでは、たとえ方向軸線が実質的円筒形セクションの円周と整列していない状態になったとしても、冷却ガスの動きは、円周方向成分及び実質的円筒形セクションの軸方向に冷却ガスを移動させることになる成分の両方を有することになる。そのような場合には、通路の構成は、該通路の方向軸線が、該方向軸線を含む少なくとも２つの平面内の各々において実質的円筒形セクションの壁に対して９０度以外の角度になることになるようになる。
【００２８】
さらに別の態様では、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の壁３０内の少なくとも１つの通路７１は、図に示すように実質的円筒形構成を有することができるが、その他の構成を有する通路を用いることもできる。例えば、その断面が楕円形の構成を有する通路を用いることもできる。いずれにしても、図に示す実施形態における通路の方向軸線８２と一致する通路の長手方向軸線は、第１の部材の実質的円筒形セクションの円周と整列した状態で、図５の第１の部材の接線８３で示すような実質的環状壁に対して９０度以外の角度で配置することができる。
【００２９】
図５に代表的なものとして示すように、前述の態様の各々の特定のケースでは、少なくとも１つの通路はさらに、少なくとも１つの通路７１の方向軸線８２が、該少なくとも１つの通路の方向軸線に沿って実質的開放スペース６０に吐出される冷却ガスが外部表面４２に対する９０度以外の角度で第２の部材４０の外部表面４２上に衝突するような該第２の部材４０に向かう方向になるように構成することができる。従って、図５の実施例としての実施形態に示すように、方向軸線８２は、図５における第２の部材の接線８５で示すような外部表面４２上に衝突する冷却ガスが、該方向軸線８２を含む図５の平面のような少なくとも１つの平面内において外部表面４２に対して９０度以外である角度θで衝突するように配置される。別の言い方をすると、少なくとも１つの通路７１は、少なくとも１つの通路の方向軸線８２が、該少なくとも１つの通路の方向軸線８２に沿って実質的開放スペース６０内に吐出される冷却ガスが方向軸線に沿って該冷却ガスを実質的にはね返すことになる角度以外の角度で第２の部材の外部表面上に衝突するような該第２の部材４０の外部表面４２に向かう方向になるように構成される。
【００３０】
その内部で構成要素（例えば、１３、１６、４０、５０）が冷却されるガスタービン燃焼システム１０を提供することに加え、その幾つかの実施形態の中で本発明は、ガスタービン燃焼システムの１つ又はそれ以上の構成要素を冷却する関連する方法を提供することが前述の説明から解るであろう。本方法は、中心領域を有する第１の部材１３の壁３０内の少なくとも１つの通路７０を通してかつ第１の部材１３と少なくともその一部が該第１の部材１３内部に設置された第２の部材４０との間の開放スペース６０内に冷却ガスを流すステップと、第１の部材の中心領域に直接向かう以外の方向８２と実質的に整列した方向の配向で開放スペース６０内に冷却ガスを吐出するステップとを含む。
【００３１】
本方法の特定の実施形態では、第１の部材１３は、少なくとも実質的円筒形セクション２７を含み、また第２の部材４０は、少なくともその一部が第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７内部に設置される。開放スペース６０は、少なくともその一部が第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７と第２の部材４０との間に設置され、また少なくとも１つの通路７１は、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７内に設置される。冷却ガスは、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の壁３０内の少なくとも１つの通路７１を通って、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７と第２の部材４０との間の開放スペース内に流され、かつ第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の円周と実質的に整列した方向の配向で開放スペース内に吐出される。冷却ガスは、第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の壁３０内の複数の通路７１を通って流れ、かつ第１の部材１３の実質的円筒形セクション２７の円周と実質的に整列した方向の配向で開放スペース６０内に導くことができる。
【００３２】
本方法の関連する態様では、フーラシール５０の少なくとも一部分は、上記したように開放スペース６０内に設置される。本方法の別の関連する態様では、第２の部材４０は、その中にガスタービン燃焼システム１０の１つ又はそれ以上の燃料ノズル１４の少なくとも一部分を収納したキャップを含むことができる。
【００３３】
本方法のさらに別の関連する態様では、第２の部材４０は、外部表面４２を有することができ、また冷却ガスは、第２の部材４０の外部表面４２上に衝突する冷却ガスを該冷却ガスが外部表面４２に導かれてきた方向に実質的にはね返すことになる角度以外の角度θで該第２の部材４０の外部表面４２上に衝突するように、開放スペース６０内に導くことができる。
【００３４】
第１の部材１３の中心領域に直接向かう以外の方向と実質的に整列した方向の配向８２で開放スペース６０内に冷却ガスが吐出されるように少なくとも１つの通路７１を設けることにより、実質的開放スペース６０内部での冷却空気の円周方向流れ又は第１の部材１３の内部周辺部に沿って流れる傾向がある空気の流れを生じさせる傾向がある冷却ガス力ベクトルが得られる。そのような空気の円周方向又は周辺方向流れは、幾つかの点で有益なものとなる可能性がある。円周方向又は周辺方向流れは、実質的開放スペース６０内への高温燃焼ガスの取込みを制御し、かつ／又は実質的開放スペース６０（すなわち、空洞）に流入する可能性があるあらゆる高温燃焼ガスをパージし、それによってキャップ及びフーラシール上に作用する高温燃焼ガスの温度による影響を制御することができる。さらに、冷却ガスの円周方向又は周辺方向流れは、冷却ガスが実質的開放スペース６０を通って流れるのに要する時間を延ばすことができる。その結果として、フーラシール５０及びキャップ４０を補修又は交換しなければならない回数を有利にすることができる。また、本発明の実施形態によると、フーラシール５０及びキャップ４０において冷却機能を行なうのに必要とされる冷却ガスの量をより少ない状態にすることができる。また、より少ない冷却ガスが必要とされる程度に応じて、ガスタービン効率を高めることができると共にエミッションを低減することができる。それに代えて、フーラシール５０及びキャップ４０を冷却するのに必要とされない空気の少なくとも一部は、幾つかの場合では高温度の影響により一層高い破損の危険性を生じるおそれがある本システムのその他の構成要素に導き直すことができる。
【００３５】
以上、本発明の特定の実施形態を参照して本発明を説明しかつ図示してきたが、本発明はそのように限定されるものではないことを理解されたい。図面を含めて本明細書を熟読しかつ理解することにより、当業者には修正形態及び変更形態が想起されるであろう。例えば、当業者には解るように、少なくとも１つの通路７１を配置する様々な角度は、異なる実施例においてより最良のものとすることができる。いずれにしても、本発明は、説明してきた実施形態に対するものでありまた特許請求の範囲に含まれるあらゆるかつ全ての修正形態並びに変形形態を保護しかつ包含するものである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ガスタービン燃焼システム
１２  燃焼チャンバ
１３  燃焼ライナ
１４  燃料ノズル
１５  圧縮機
１６  移行部品
１８  タービンセクション
２０  環状空間
２２  第１のスリーブ
２４  第２のスリーブ
２６  外部表面
２７  円筒形セクション
２８  内部表面
３０  壁
４０  キャップ
４２  外部表面
４４  アクセス開口部
５０  フーラシール
５２  一側面
５４  反対側面
６０  開放スペース
７０  開口部
７１  通路
８１  半径方向線
８２  方向軸線
８３  第１の部材の接線
８５  第２の部材の接線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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