(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器キャップ組立体（１００）であって、
冷却空気プレナム（１４６）を囲む環状シュラウド（１０２）であって、第１の末端部分（１１０）及び第２の末端部分（１１２）を有する環状シュラウド（１０２）と、
前記第２の末端部分に近接して前記環状シュラウドに結合され、第１の側面部（１２０）、第２の側面部（１２２）及び外側バンド部分（１２４）を含み且つ複数のインピンジメント冷却孔（１２６）及び複数の冷却流戻り通路（１２８）を少なくとも部分的に定めるインピンジメントプレート（１１６）と、
前記インピンジメントプレートに結合され、前記インピンジメントプレートの第２の側面部に面するインピンジメント側部（１４０）を有し、該インピンジメント側部が前記第２の側面部から軸方向に離間してこれらの間にインピンジメント空気プレナム（１４４）を定める、キャッププレート（１３６）と、
を備え、前記複数の冷却流戻り通路（１２８）が前記インピンジメント空気プレナムと流体連通しており、
前記燃焼器キャップ組立体が更に、
前記複数の冷却流戻り通路（１２８）と流体連通する複数の流体導管（１４８）を備え、流体導管（１４８）が前記インピンジメントプレートの第１の側面部から前記環状シュラウドの第１の末端部分に向けて延びる複数の流体導管（１４８）を備え、前記複数の流体導管（１４８）が前記冷却空気プレナム（１４６）内で互いに隔離される、燃焼器キャップ組立体。
【請求項２】
燃焼器キャップ組立体（１００）であって、
第１の末端部分（１１０）及び第２の末端部分（１１２）を有する環状シュラウド（１０２）と、
前記第２の末端部分に近接して前記環状シュラウドに結合され、第１の側面部（１２０）、第２の側面部（１２２）及び外側バンド部分（１２４）を含み且つ複数のインピンジメント冷却孔（１２６）及び冷却流戻り通路（１２８）を少なくとも部分的に定めるインピンジメントプレート（１１６）と、
前記インピンジメントプレートに結合され、前記インピンジメントプレートの第２の側面部に面するインピンジメント側部（１４０）を有し、該インピンジメント側部が前記第２の側面部から軸方向に離間してこれらの間にインピンジメント空気プレナム（１４４）を定める、キャッププレート（１３６）と、
を備え、前記冷却流戻り通路が前記インピンジメント空気プレナムと流体連通しており、
前記燃焼器キャップ組立体が更に、
前記冷却流戻り通路と流体連通し、前記インピンジメントプレートの第１の側面部から前記環状シュラウドの第１の末端部分に向けて延びる流体導管（１４８）を備え、
前記冷却流戻り通路への入口（１３０）が、前記インピンジメントプレートの第２の側面部に沿って定められ、前記入口を囲む前記第２の側面部の一部が、前記キャッププレートのインピンジメント側部に向かって隆起している、燃焼器キャップ組立体。
【請求項３】
前記流体導管の出口端部が、冷却空気排気ポート（１５２）と流体連通している、請求項１または２に記載の燃焼器キャップ組立体。
【請求項４】
前記冷却流戻り通路への入口に近接して前記インピンジメントプレートの外側バンド部分を通って半径方向に延びる複数の冷却通路（１３４）を更に備え、前記冷却通路が、前記インピンジメント空気プレナムの外部との流体連通を提供する、請求項１乃至３のいずれかに記載の燃焼器キャップ組立体。
【請求項５】
前記インピンジメントプレート及び前記キャッププレートが、軸方向に貫通して延びる燃料ノズル通路（１１８）を少なくとも部分的に定める、請求項１乃至４のいずれかに記載の燃焼器キャップ組立体。
【請求項６】
前記環状シュラウドから半径方向内向きに延びるフランジ（１１４）を更に備え、前記流体導管が、前記フランジを少なくとも部分的に貫通して延びる、請求項１乃至５のいずれかに記載の燃焼器キャップ組立体。
【請求項７】
前記環状シュラウドと前記インピンジメントプレートの第１の側面部とが冷却空気プレナムを少なくとも部分的に定め、前記複数のインピンジメント冷却孔が、前記冷却空気プレナムと前記インピンジメント空気プレナムとの間の流体連通を提供する、請求項１乃至６のいずれかに記載の燃焼器キャップ組立体。
【請求項８】
前記流体導管が、前記冷却空気プレナムから流体的に隔離された冷却流排気通路（１５４）を前記冷却空気プレナム内に定める、請求項７に記載の燃焼器キャップ組立体。
【請求項９】
前記流体導管が、冷却空気プレナム（１４６）内に延びる冷却流排気通路（１５４）を定める管形状を有しており、前記流体導管が、前記冷却空気プレナム内で前記環状シュラウドから隔離されるように配置される、請求項１乃至８のいずれかに記載の燃焼器キャップ組立体。
【請求項１０】
燃焼器（２４）であって、
外側ケーシング（４０）内で軸方向に延びる燃料ノズル（４６）と、
前記燃料ノズルの少なくとも一部を円周方向に囲む環状シュラウド（１０２）を含み、前記環状シュラウドが前記外側ケーシング内に環状流路（５２）を少なくとも部分的に定める請求項１乃至９のいずれかに記載の燃焼器キャップ組立体（１００）と、
を備える、燃焼器。
【請求項１１】
圧縮機セクションと、該圧縮機セクションから下流側の燃焼セクションと、前記燃焼セクションから下流側に配置されたタービン（２８）と、を備えたガスタービン（１０）であって、前記燃焼セクションが、外側ケーシング（４０）によって少なくとも部分的に囲まれた燃焼器（２４）を含み、該燃焼器が、前記外側ケーシング内で軸方向に延びる燃料ノズル（４６）と、該燃料ノズルの少なくとも一部を円周方向に囲む請求項１乃至９のいずれかに記載の燃焼器キャップ組立体（１００）とを含む、ガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に、ガスタービン用の燃焼器に関する。より詳細には、本発明は、燃焼器内に配置された燃焼器キャップ組立体のキャッププレートを冷却するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気吸い込み式ターボ機械（例えば、ガスタービン）において、空気は圧縮機に流入し、燃焼器に向かって送られるときに漸次的に加圧される。圧縮された空気は、燃料と予混合され、燃焼器内に定められる燃焼室内で点火され、結果として高温の燃焼ガスを生成する。次いで、燃焼ガスは、燃焼室からライナ及び／又は移行部品を介してターボ機械のタービンセクションに送られ、ここで燃焼ガスは、固定ベーンと、ロータシャフトに固定されたロータブレードとの交互する列にわたって流れる。燃焼ガスがロータブレードにわたって流れると、運動及び／又は熱エネルギーがロータブレードに伝達され、その結果、ロータシャフトが回転するようになる。
【０００３】
タービン効率を高めるために、現行の燃焼器は高温で作動し、これにより燃焼器内に配置された種々の機械的構成要素に作用する高い熱応力が発生する。結果として、燃焼器に供給される圧縮空気の少なくとも一部は、これらの構成要素を冷却するのに使用される。例えば、特定の燃焼器は、燃焼器内で１又はそれ以上の燃料ノズルを少なくとも部分的に囲む略環状のキャップ組立体を含む。幾つかのキャップ組立体設計は、該キャップ組立体の下流側端部に配置されたキャッププレートを含む。燃料ノズルは、通常は燃焼室に実質的に隣接して配置されるキャッププレートを少なくとも部分的に貫通して延びる。その結果、キャッププレートは一般に、極めて高い温度に曝される。
【０００４】
キャッププレートを冷却する方法の１つは、圧縮空気の一部をキャップ組立体内に及びキャッププレートの上流側面上に送ることである。そのため、圧縮空気は、キャッププレートを貫通して延びる複数の冷却孔を通って送られる。この方法は、エフュージョン冷却として当該産業分野において公知である。しかしながら、複数の冷却孔を通って流れる圧縮空気は、燃料とほぼ未混合の状態で燃焼室に流入する。その結果、ＮＯｘ及び／又はＣＯ２の発生が悪化し、全体のタービン効率を低下させる可能性がある。従って、キャッププレートの改善された冷却システムが有用となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，９２３，００２号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の態様及び利点は、以下の説明において部分的に記載され、又は、本説明から明らかになることができ、或いは、本発明を実施することによって理解することができる。
【０００７】
本発明の１つの実施形態は、燃焼器キャップ組立体である。燃焼器キャップ組立体は、第１の末端部分及び第２の末端部分を有する環状シュラウドを含む。インピンジメントプレートは、第２の末端部分に近接してシュラウドに結合される。インピンジメントプレートは、第１の側面部、第２の側面部及び外側バンド部分を含む。インピンジメントプレートは、複数のインピンジメント冷却孔及び冷却流戻り通路を少なくとも部分的に定める。キャッププレートは、インピンジメントプレートに結合され、インピンジメントプレートの第２の側面部に面するインピンジメント側部を含む。インピンジメント側部は、第２の側面部から軸方向に離間してこれらの間にインピンジメント空気プレナムを定める。冷却流戻り通路は、インピンジメント空気プレナムと流体連通している。燃焼器キャップ組立体が更に、冷却流戻り通路と流体連通した流体導管を含む。流体導管は、インピンジメントプレートの第１の側面部からシュラウドの第１の末端部分に向けて延びる。
【０００８】
本発明の別の実施形態は燃焼器である。燃焼器は、外側ケーシング内で軸方向に延びる燃料ノズルと、燃料ノズルの少なくとも一部を円周方向に囲む環状シュラウドを有する燃焼器キャップ組立体とを含む。シュラウドは、外側ケーシング内に環状流路を少なくとも部分的に定める。燃焼器キャップ組立体は更に、シュラウドの第２の末端部分に結合されたインピンジメントプレートを備える。インピンジメントプレートは、第１の側面部、第２の側面部及び外側バンド部分を含む。インピンジメントプレートは、複数のインピンジメント冷却孔及び冷却流戻り通路を少なくとも部分的に定める。シュラウド及びインピンジメントプレートの第１の側面部が、環状流路と流体連通した冷却空気プレナムを少なくとも部分的に定める。キャッププレートは、インピンジメントプレートに結合され、インピンジメントプレートの第２の側面部に面するインピンジメント側部を含む。インピンジメント側部は、第２の側面部から軸方向に離間してこれらの間にインピンジメント空気プレナムを定める。複数のインピンジメント冷却孔が、冷却空気プレナムとインピンジメント空気プレナムとの間の流体連通を提供する。冷却流戻り通路が、インピンジメント空気プレナムから外部への流体流れを提供する。流体導管は、冷却流戻り通路と流体連通している。流体導管は、冷却空気プレナム内に延びて環状流路と流体連通している。
【０００９】
本発明の別の実施形態はガスタービンである。ガスタービンは、圧縮機セクションと、該圧縮機セクションから下流側の燃焼セクションと、前記燃焼セクションから下流側に配置されたタービンと、を含む。燃焼セクションは、外側ケーシングによって少なくとも部分的に囲まれた燃焼器を含む。燃焼器は、外側ケーシング内で軸方向に延びる燃料ノズルと、該燃料ノズルの少なくとも一部を円周方向に囲む燃焼器キャップ組立体とを含む。燃焼器キャップ組立体は、第１の末端部分及び第２の末端部分を有する環状シュラウドを含む。シュラウドは、外側ケーシング内に環状流路を少なくとも部分的に定める。インピンジメントプレートは、第２の末端部分に近接してシュラウドに結合される。インピンジメントプレートは、第２の側面部から軸方向に離間して配置された第１の側面部を有する。インピンジメントプレートは、複数のインピンジメント冷却孔及び冷却流戻り通路を定める。冷却空気プレナムは、シュラウド及びインピンジメントプレートの第１の側面部によって少なくとも部分的に定められる。キャッププレートは、インピンジメントプレートに結合され、インピンジメントプレナムは、インピンジメントプレートの第２の側面部とキャッププレートのインピンジメント側部との間に定められる。複数のインピンジメント冷却孔が、インピンジメントプレナムに入る流体流れを提供し、冷却流戻り通路が、インピンジメントプレナムから出る流体流れを提供する。燃焼器キャップ組立体は更に、冷却流戻り通路と流体連通した流体導管を含む。流体導管は、冷却空気プレナムから流体的に隔離された冷却流排気通路を該冷却空気プレナム内に定める。
【００１０】
当業者であれば、本明細書を精査するとこのような実施形態の特徴及び態様、並びにその他がより理解されるであろう。
【００１１】
添付図面の参照を含む本明細書の残りの部分において、当業者に対してなしたその最良の形態を含む本発明の完全且つ有効な開示をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の少なくとも１つの実施形態を組み込むことができる例示的なガスタービンの機能ブロック図。
【図２】本発明の１又はそれ以上の実施形態による、例示的な燃焼器を含むガスタービンの例示的な燃焼セクションの一部の側断面図。
【図３】本発明の１又はそれ以上の実施形態による、燃焼器キャップ組立体の一部の斜視断面図。
【図４】本発明の１又はそれ以上の実施形態による、図３に示すような燃焼器キャップ組立体の一部の後方又は背面斜視図
【図５】本発明の１つの実施形態による、図３に示すような燃焼器キャップ組立体の一部の前方斜視図。
【図６】本発明の１つの実施形態による、図４に示すような燃焼器キャップ組立体の一部の拡大斜視図。
【図７】本発明の１又はそれ以上の実施形態による、図３に示すようなキャップ組立体の一部の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、その１つ又はそれ以上の実施例が添付図面に例示されている本発明の実施形態について詳細に説明する。詳細な説明では、図面中の特徴部を示すために参照符号及び文字表示を使用している。本発明の同様の又は類似した要素を示すために、図面及び説明において同様の又は類似した表示を使用している。本明細書で使用される用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために同義的に用いることができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することを意図したものではない。用語「上流」及び「下流」は、流体通路における流体流れに対する相対的方向を指す。例えば、「上流」は、流体がそこから流れる方向を指し、「下流」は流体がそこに向けて流れ込む方向を指す。用語「半径方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に垂直な相対方向を指し、用語「軸方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に平行な及び／又は同軸に整列された相対方向を指す。
【００１４】
各実施例は、本発明の限定ではなく、例証として提供される。実際に、本発明の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、修正形態及び変形形態を本発明において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態で使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、このような修正形態及び変形形態を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。本明細書では産業用又は地上設置型のガスタービンが図示され説明されたが、本明細書で図示され説明される本発明は、請求項において特に指定のない限り、産業用又は地上設置型のガスタービンに限定されない。例えば、本明細書に記載される本発明は、航空機ガスタービン又は船舶用ガスタービンで用いることができる。
【００１５】
次に、幾つかの図を通して同じ参照符号が同じ要素を表す図面を参照すると、図１は、本発明の種々の実施形態を組み込むことができる例示的なガスタービン１０の機能ブロック図を示す。図示のように、ガスタービン１０は、一般に、入口セクション１２を含み、該入口セクションは、一連のフィルタ、冷却コイル、湿分分離器、及び／又はガスタービン１０に流入する作動流体（例えば、空気）１４を精製又は調整する他の装置を含むことができる。作動流体１４は、圧縮機セクションに流れ、ここで圧縮機１６は、作動流体１４に漸次的に運動エネルギーを与え、圧縮又は加圧空気１８を生成する。
【００１６】
圧縮空気１８は、燃料スキッドのような燃料源２２からの燃料２０と混合され、１又はそれ以上の燃焼器２４内で可燃性混合気を形成する。可燃性混合気が燃焼して、高温高圧及び高速の燃焼ガス２６を生成する。燃焼ガス２６は、タービンセクションのタービン２８を通って流れ、仕事を生成する。例えば、タービン２８は、シャフト３０に結合することができ、その結果、タービン２８の回転により圧縮機１６を駆動して圧縮空気１８を生成するようになっている。代替的に又は追加的に、シャフト３０は、タービン２８を発電機３２に接続して電気を生成することができる。タービン２８からの排気ガス３４は、タービン２８の下流側の排気スタック３８にタービン２８を接続する排気セクション３６を通って流れる。排気セクション３６は、例えば、環境に放出する前に排気ガス３４を浄化してそこから更に熱を抽出する熱回収蒸気発生器（図示せず）を含むことができる。
【００１７】
図２は、本発明の１又はそれ以上の実施形態による例示的な燃焼器２４の一部の側断面図である。図２に示すように、燃焼器２４は、圧縮機吐出ケーシングなどの少なくとも１つの外側ケーシング４０によって少なくとも部分的に囲まれる。外側ケーシング４０は、圧縮機１６（図１）と流体連通し、圧縮機１６からの圧縮空気１８の少なくとも一部を受けるようになっている。１つの構成において、図２に示すように、端部カバー４２は、外側ケーシング４０に結合され、外側ケーシング４０内に定められた開口の周りにシールを設けるようにする。開口は、一般に、燃焼器２４を受けるようなサイズにされる。外側ケーシング４０及び端部カバー４２は、燃焼器２４を少なくとも部分的に囲む高圧プレナム４４を少なくとも部分的に定める。
【００１８】
少なくとも１つの燃料ノズル４６は、燃焼器２４の軸方向中心線に対して外側ケーシング４０内で軸方向に延びる。図２に示すように、燃焼器２４は、外側ケーシング４０内に軸方向に延びる複数の燃料ノズル４６を含むことができる。燃料ノズル４６は、第１の端部にて端部カバー４２に結合することができる。燃料ノズル４６の第２の又は下流側端部は、外側ケーシング４０内に定められる燃焼室又は燃焼ゾーン４８に近接して終端する。
【００１９】
燃焼ライナ５０は、燃料ノズル４６から下流側に延び、燃焼室４８を少なくとも部分的に定めることができる。加えて、燃焼ライナ５０は、外側ケーシング４０内で環状流路５２を少なくとも部分的に定めることができる。特定の実施形態において、環状流路５２は更に、燃焼ライナ５０を囲むインピンジメントスリーブ又はライナ５４の１又はそれ以上によって定めることができる。特定の実施形態において、環状流路５２は更に、外側ケーシング４０、端部カバー４２及び／又は外側ケーシング４０内に定められた他のライナ又は特徴部によって定めることができる。
【００２０】
燃料ノズル４６の少なくとも一部は、燃焼器キャップ組立体１００を通って軸方向に延びる。燃焼器キャップ組立体１００は、外側ケーシング４０内で半径方向、円周方向及び軸方向に延びる。燃焼器キャップ組立体１００は、燃料ノズル４６の少なくとも一部を円周方向に囲む少なくとも１つの環状形状のシュラウド１０２を含む。シュラウド１０２は、単一又は単体シュラウドを備えることができ、或いは、ボルト、溶接又は他の何れかの好適な機械的締結手段を介してそれぞれの端部にて又はそれに近接して共に結合される複数のシュラウドを含むことができる。１つの実施形態において、シュラウド１０２は、第２の環状シュラウド１０６に結合される第１の環状シュラウド１０４を備える。
【００２１】
特定の実施形態において、シュラウド１０２は、外側ケーシング４０内に環状流路５２を少なくとも部分的に定める。１つの実施形態において、外側シュラウド１０２の外側側面又は表面は、外側ケーシング４０内に環状流路５２を少なくとも部分的に定める。環状流路５２は、圧縮空気１８の少なくとも一部を高圧プレナム４４及び／又は圧縮機１６（図１）から端部カバー４２に向けて送るための流体流路を定める。
【００２２】
図３は、本発明の１又はそれ以上の実施形態による、図２に示すような燃焼器キャップ組立体１００の一部の斜視断面図を示す。図４は、１又はそれ以上の実施形態による、図２及び３に示したような燃焼器キャップ組立体１００の一部の後方斜視図を示す。図５は、本発明の１つの実施形態による、図３のような燃焼器キャップ組立体１００の一部の前方斜視図を示す。図３及び４に示すように、シュラウド１０２は、第２の末端部分１１２から軸方向に分離された第１の末端部分１１０を含む。１つの実施形態において、図３及び４に示すように、フランジ１１４は、シュラウド１０２から該シュラウド１０２の軸方向中心線に向けて半径方向内向きに延びる。フランジ１１４は、第１の末端部分１１０に近接して配置することができる。フランジ１１４は、第１及び第２のシュラウド１０４，１０６を結合又は接続するのに用いることができる。
【００２３】
図３，４及び５に示すように、燃焼器キャップ組立体１００は更に、インピンジメントプレート１１６を含む。１つの実施形態において、図３に示すように、インピンジメントプレート１１６は、第２の末端部分１１２に近接してシュラウド１０２に結合される。インピンジメントプレート１１６は、シュラウド１０２の第２の末端部分１１２にわたって半径方向及び円周方向に少なくとも部分的に延びる。インピンジメントプレート１１６は、燃料ノズル４６（図２）を受けるよう軸方向に貫通して延びる少なくとも１つの燃料ノズル通路１１８を少なくとも部分的に定めることができる。
【００２４】
図３及び４に示すように、インピンジメントプレート１１６は、第１の又は上流側側面部１２０を含む。図３及び５に示すように、インピンジメントプレート１１６はまた、第２の又は下流側側面部１２２を含む。図３及び５に示すように、インピンジメントプレート１１６はまた、第２の又は下流側側面部１２２を含み、図３，４及び５に示すように、インピンジメントプレート１１６は、外側バンド部分１２４を含む。外側バンド部分１２４は、インピンジメントプレート１１６の半径方向外周を少なくとも部分的に定める。種々の実施形態において、図３に示すように、インピンジメントプレート１１６は、複数のインピンジメント冷却孔１２６を少なくとも部分的に定める。インピンジメント冷却孔１２６は、第１の側面部１２０及び第２の側面部１２２を貫通して延びて、インピンジメントプレート１１６を通る流体連通を提供するようにする。
【００２５】
図３に示すように、インピンジメントプレート１１６は更に、少なくとも１つの冷却流戻り通路１２８を定める。１つの実施形態において、冷却流戻り通路１２８は、インピンジメントプレート１１６を貫通して実質的に軸方向に延びる。図示のように、冷却流戻り通路１２８は、第１の側面部１２０及び第２の側面部１２２を貫通して延びて、インピンジメントプレート１１６を通る流体連通を提供するようにする。図５に示すように、冷却流戻り通路１２８への入口１３０は、インピンジメントプレート１１６の第２の側面部１２２に沿って定められる。１つの実施形態において、第２の側面部１２２の隆起部１３２は入口１３０を囲む。隆起部１３２は、第２の側面部１２２の残りの部分に対して軸方向外向きに隆起している。
【００２６】
１つの実施形態において、図３及び５に示すように、外側バンド部分１２４は、インピンジメントプレート１１６の外側バンド部分１２４を通って実質的に半径方向に延びる複数の冷却通路１３４を少なくとも部分的に定める。１つの実施形態において、図５に示すように、冷却流戻り通路１２８に近接していない外側バンド部分１２４の領域に沿ったよりも、冷却流戻り通路１２８の入口１３０に近接してより多数の冷却通路１３４を形成又は集中させることができる。
【００２７】
図３及び４に示すように、燃焼器キャップ組立体１００は更に、インピンジメントプレート１１６に結合されたキャッププレート１３６を含む。図６は、本発明の１つの実施形態による、図４に示すような燃焼器キャップ組立体１００の一部の拡大斜視図を示す。１つの実施形態において、図６に示すように、キャッププレート１３６の外周１３８は、インピンジメントプレート１１６の外側バンド部分１２４に結合又は接続される。図６に示すように、キャッププレート１３６は、インピンジメントプレート１１６の第２の側面部１２２に面するインピンジメント側部１４０を含む。キャッププレート１３６の反対側面又は高温側面１４２は、燃焼ゾーン又は燃焼室４８に面している。
【００２８】
インピンジメント側部１４０は、第２の側面部から軸方向に離間して、これらの間にインピンジメント空気プレナム１４４を定める。インピンジメント冷却孔１２６は、インピンジメント空気プレナム１４４への流体連通を提供し、冷却流戻り通路１２８は、インピンジメント空気プレナム１４４から外部への流体連通を提供する。１つの実施形態において、冷却通路１３４はまた、インピンジメント空気プレナム１４４から外部への流体連通を提供する。１つの実施形態において、図３に示すように、キャッププレート１３６は更に、燃料ノズル通路１１８を定める。
【００２９】
１つの実施形態において、図４に示すように、シュラウド１０２及びインピンジメントプレート１１６（詳細には第１の側面部１２０）は、燃焼器キャップ組立体１００内に冷却空気プレナム１４６を少なくとも部分的に定める。図３及び６に示すように、複数のインピンジメント冷却孔１２６は、冷却空気プレナム１４６とインピンジメント空気プレナム１４４との間の流体連通を提供する。冷却空気プレナム１４６は、燃料ノズル４６（図１）の一部を少なくとも部分的に囲むことができる。
【００３０】
種々の実施形態において、図３に示すように、燃焼器キャップ組立体１００は更に、冷却流戻り通路１２８と流体連通する少なくとも１つの流体導管１４８を含む。１つの実施形態において、流体導管１４８は、冷却流戻り通路１２８と同軸に整列される。流体導管１４８は、インピンジメントプレート１１６の第１の側面部１２０からシュラウド１０２の第１の末端部分１１０に向けて実質的に延びる。
【００３１】
１つの実施形態において、図４に示すように、流体導管１４８の出口端部１５０は、フランジ１１４を少なくとも部分的に貫通して延びる。１つの実施形態において、図３に示すように、流体導管１４８の出口端部１５０は、冷却空気排気ポート１５２と流体連通している。冷却空気排気ポート１５２は、インピンジメント空気プレナム１４４と環状流路５２との間の流体連通を提供する。図３に示すように、流体導管１４８は、冷却空気プレナム１４６から流体的に隔離された冷却流排気通路１５４を冷却空気プレナム１４６内に定める。
【００３２】
図７は、本発明の１又はそれ以上の実施形態による、図２〜６に示され説明される作動中のキャップ組立体の一部の斜視図を示す。図２に示すように、圧縮空気１８は、高圧プレナム４４から環状流路５２を通って端部カバー４２に向かって延びて、ここで流れ方向が反転する。圧縮空気１８の一部は、燃料ノズルを通って流れ、ここで点火前に燃焼室４８から上流側で燃料と混合される。圧縮空気１８の一部は、燃焼器キャップ組立体１００内及び冷却空気プレナム１４６（図７）内に送られ、ここで燃料ノズル４６（図２）を冷却するのに用いることができる。
【００３３】
次に図７を参照すると、圧縮空気１８は、冷却空気プレナム１４６からインピンジメント冷却孔１２６を通って流れ、キャッププレート１３６のインピンジメント側部１４０に衝突する。その結果、熱エネルギーがキャッププレート１３６から圧縮空気１８に伝達され、従って、対流及び／又はインピンジメントジェット冷却をキャッププレート１３６に与える。次いで、加熱された圧縮空気１５６は、インピンジメント空気プレナム１４４から出て、冷却流戻り通路１２８を介して流体導管１４８に送られる。１つの実施形態において、入口１３０を囲むインピンジメントプレート１１６の第２の側面部１２２の隆起部１３２は、インピンジメントプレート１１６の第２の側面部１２２とキャッププレート１３６のインピンジメント側部１４０との間の軸方向ギャップを低減し、従って加熱された圧縮空気１５６の流速を増大させることにより、キャッププレート１３６上に形成される可能性がある局所的ホットスポットを低減する。
【００３４】
次いで、加熱された圧縮空気１５６は、流体導管１４８の出口端部１５０に向かい、排気ポート１５２を介して流体導管１４８から流出する。次に、加熱された圧縮空気１５６は、環状流路５２に再導入され、ここで高圧プレナム４４（図２）からの圧縮空気１８と混合される。高圧プレナムから流れる圧縮空気１８の流れへの加熱された圧縮空気１５６の再導入は、燃料ノズルの燃料／空気反応のための追加の空気を提供する。この追加の空気により、エンジンエミッション、特にＮＯｘエミッションが低減される。
【００３５】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる組み込み方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ガスタービン
１２  入口セクション
１４  作動流体（例えば、空気）
１６  圧縮機
１８  圧縮又は加圧空気
２０  燃料
２２  燃料源
２４  燃焼器
２６  燃焼ガス
２８  タービン
３０  シャフト
３２  発電機
３４  排気ガス
３６  排気セクション
３８  排気スタック
４０  外側ケーシング
４２  端部カバー
４４  高圧プレナム
４６  燃料ノズル
４８  燃焼室又は燃焼ゾーン
５０  燃焼ライナ
５２  環状流路
５４  インピンジメントスリーブ又はライナ
１００  燃焼器キャップ組立体
１０２  シュラウド
１０４  第１の環状シュラウド
１０６  第２の環状シュラウド
１１０  第１の末端部分
１１２  第２の末端部分
１１４  フランジ
１１６  インピンジメントプレート
１１８  燃料ノズル通路
１２０  第１の又は上流側側面部
１２２  第２の又は下流側側面部
１２４  外側バンド部分
１２６  インピンジメント冷却孔
１２８  冷却流戻り通路
１３０  冷却流戻り通路１２８への入口
１３２  隆起部
１３４  冷却通路
１３６  キャッププレート
１３８  キャッププレート１３６の外周
１４０  インピンジメント側部
１４２  キャッププレート１３６の反対側面又は高温側面
１４４  インピンジメント空気プレナム
１４６  冷却空気プレナム
１４８  流体導管
１５０  流体導管１４８の出口端部
１５２  冷却空気排気ポート
１５４  冷却流排気通路
１５６  加熱された圧縮空気
【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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【図６】
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【図７】
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