JP2013238389A - タービンシステム用の冷却システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タービンシステムにおいてライナーを冷却するための冷却システムおよび方法を提供すること。
【解決手段】冷却システムは、高温側と低温側の間に温度境界を画定するライナーを含んでいる。ライナーは、高温側の面と低温側の面を含んでおり、高温側の面と低温側の面の間に延在する穴を画定する。穴は、周辺縁部を画定する。冷却システムはさらに、インサートを含んでいる。インサートは、穴を通って延在する管を含んでおり、この管は外面を含む。外面と周辺縁部が、その間に概ね連続する周縁部の隙間を画定する。インサートはさらに、管に接続され、高温側に配置されたプレートを含む。プレートは、管から外向きに延在しており、その結果隙間を通って流れる作動流体が、プレートによって方向を変えられ、高温側の面に近接してフィルムを形成する。
【選択図】図１

Description

本開示は、一般には、タービンシステムに関し、より詳細には、タービンシステム用の冷却システム、例示の実施形態では、タービンシステムの燃焼器のための冷却システムに関するものである。

タービンシステムは、発電などの分野で広く利用されている。例えば従来のガスタービンシステムは、圧縮機部分と、燃焼器部分と、少なくとも１つのタービン部分とを含んでいる。圧縮機部分は、空気が圧縮機部分を通って流れる際、空気を圧縮するように構成されている。空気はその後、圧縮機部分から燃焼器部分へと流れ、そこで燃料と混ぜ合わされ、燃焼され、高温のガス流を生成する。高温のガス流は、タービン部分に供給され、このタービン部分は、高温のガス流からエネルギーを引き出すことにより高温のガス流を利用して、圧縮機、電気生成器および種々の負荷に動力を与える。

タービンシステム内の多くの場所に、温度境界がある。例えばタービンシステムの燃焼器では、燃焼器ライナーと、移行部分が、温度境界を画定する構成要素の例である。圧縮機を通って流れる圧縮された空気は典型的には、流路内を上流に流れ、燃焼器ライナーと移行部分の外側の面を超え、その後、燃焼器ライナーと移行部分の内側の面によって画定される燃焼区域に進入する。燃焼区域において燃焼が生じることにより、流路と燃焼区域の間に温度差が生じるため、流路内の空気を利用して、燃焼器ライナーおよび移行部分を冷却する。

さらに多くのケースでは、流路を通って流れる空気の一部は、燃焼器ライナーおよび／または移行部分を通るように迂回して、燃焼区域に流れ、燃焼器ライナーおよび／または移行部分を冷却する。このような空気は、燃焼器ライナーおよび／または移行部分の内側の面に隣接する燃焼区域内にフィルムを形成し、その結果燃焼器ライナーおよび／または移行部分がフィルム冷却されることが一般的に望ましい。

しかしながら、空気が燃焼器ライナーおよび／または移行部分を通って流れる多くのケースで、およびさらには温度境界に配置された他の好適なライナーをフィルム冷却する必要がある他の多くのケースでは、フィルムの形成、および結果として生じるフィルム冷却に関する問題が生じる場合がある。例えば多くのケースでは、ライナーを通って流れる空気によって、ライナーの高温側に隣接して再循環または停滞区域が生じる可能性がある。ライナーを越えて流れていく高温流体は、例えば燃焼器区域を流れる高温のガス流は、上記のような区域において再循環し、または停滞して、ライナーにホットスポットを生じさせる恐れがある。ホットスポットが存在することにより、ライナーに不均等な熱ストレス生じる可能性がある。多くのケースでは、熱ストレスは、システムが停止したり始動したりすることによる、恐らく周期的な性質であり、これは亀裂の発生につながる可能性がある。

米国特許第７８２７８００号公報

したがってタービンシステム用の冷却システムおよび方法が当分野で望まれている。例えば、タービンシステム内の温度境界においてフィルム冷却を改善させることができるシステムおよび方法が有利である。さらに温度境界を画定するライナーに対して再循環および停滞を抑える、またはなくすシステムおよび方法が有利である。

本発明の態様および利点は、以下の記載にその一部が記載される、あるいはこの記載から明らかである、あるいは本発明を実施することにより理解することができる。

一実施形態において、タービンシステム用の冷却システムが開示されている。冷却システムは、高温側と低温側の間に温度境界を画定するライナーを含んでいる。ライナーは、高温側の面と低温側の面を含んでおり、高温側の面と低温側の面の間に延在する穴を画定する。この穴は、周辺縁部を画定している。冷却システムはさらにインサートを含む。インサートは、穴の中に延在する管を含んでおり、この管は外面を含む。外面と周辺縁部が、その間に概ね連続する周縁部の隙間を画定する。インサートはさらに、管に接続され、高温側に配置されたプレートを含む。プレートは、管から外向きに延在しており、その結果隙間を通って流れる作動流体が、プレートによって方向を変えられ、高温側の面に近接してフィルムを形成する。

別の実施形態において、タービンシステムにおいてライナーを冷却するための方法が開示されている。方法は、穴の中に配置された管の外面と穴の周辺縁部との間でライナー内に画定された概ね連続する周縁部の隙間を通るように作動流体を流すステップを含む。方法はさらに、この隙間を通って流れる作動流体の向きを変えることで、ライナーの高温側の面に近接してフィルムを形成するステップを含む。

本発明の上記のおよび他の特徴、態様および利点は、以下の記載および添付の特許請求の範囲を参照することで、より適切に理解されよう。添付の図面は、この明細書に組み込まれ、その一部を構成しており、記載と併せて本発明の実施形態を例示し、本発明の原理を説明する役目をしている。

当業者を対象とした、本発明の最適な態様を含めた本発明の完全で可能性を与える開示は、添付の図面を参照する本明細書中に記載されている。

本開示の一実施形態によるガスタービンシステムの概略図である。 本開示の一実施形態によるガスタービンシステムの複数の部分の断面図である。 本開示の一実施形態によるインサートおよびライナーの分解組立斜視図である。 図３のインサートおよびライナーの組立後の切欠き斜視図である。 図４のインサートおよびライナーの断面図である。 本開示の別の実施形態によるライナーの中のインサートの断面図である。 本開示の別の実施形態によるライナーの中のインサートの切欠き斜視図である。 図７のインサートおよびライナーの断面図である。 本開示の別の実施形態によるライナーの中のインサートの切欠き斜視図である。 図９のインサートおよびライナーの断面図である。

ここで本発明の実施形態を詳細に参照すると、これらの実施形態の１つまたは複数の例が図面に示されている。各々の例は、本発明を説明する目的で提供されており、本発明を限定するものではない。実際、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明に多様な修正および変更を行なうことができることは、当業者には明らかであろう。例えば１つの実施形態の一部として図示または記載される特徴が、別の実施形態によって使用されることで、さらに別の実施形態を生み出すこともできる。したがって本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内になるように、このような修正形態および変形形態を包含することが意図されている。

図１は、ガスタービンシステム１０の概略図である。本開示のタービンシステム１０は、必ずしもガスタービンシステム１０である必要はなく、むしろ蒸気タービンシステムや他の好適なシステムなど、いずれの好適なタービンシステム１０でもよいことを理解されたい。ガスタービンシステム１０は、圧縮機部分１２と、以下で考察するように複数の燃焼器１５を含むことができる燃焼器部分１４と、タービン部分１６とを含むことができる。燃焼器部分１２と、タービン部分１６は、シャフト１８によって結合することができる。シャフト１８は、１本のシャフトでも、複数のシャフトの断片を併せて結合することでシャフト１８を形成してもよい。シャフト１８はさらに、発電機または他の好適なエネルギー貯蔵デバイスに結合されてよい、あるいは例えば配電網などに直接接続される場合もある。システム１０からの排ガスは、大気中に排気される、蒸気タービンまたは他の好適なシステムに流される、あるいは熱回復蒸気生成器によって再利用される場合がある。

図２を参照すると、ガスタービンシステム１０の複数の部分を簡素化した図が示されている。図２に示されるガスタービンシステム１０は、圧縮機部分１２を備えることで、システム１０内を流れる作動流体を圧縮する。作動流体は典型的には空気であるが、いずれの好適な液体やガスでもよい。圧縮機部分１２から排出された加圧された作動流体は、燃焼器部分１４へと流れ込み、この燃焼器部分は、システム１０の軸の周りに環状の配列で配置された複数の燃焼器１５（図２には１つのみが示されている）を含むことができる。燃焼器部分１４に進入する作動流体は、例えば天然ガス、または他の好適な液体またはガスなどの燃料と混ざり合い、燃焼される。高温の燃焼ガスが、各々の燃焼器１５からタービン部分１６へと流れることで、システム１０を駆動させ、動力を生成する。

ガスタービン１０の中の燃焼器１５は、作動流体と燃料を混ぜ合わせ燃焼させるための多様な構成要素を含むことができる。例えば燃焼器１５は、圧縮機排出ケーシング２１などのケーシング２１を含むことができる。様々なスリーブを、ケーシング２１内の少なくとも一部に配置することができる。例えば燃焼器ライナー２２は一般に、その中に燃焼区域２４を画定することができる。作動流体、燃料、および場合により酸化剤の燃焼は、概ね燃焼区域２４において行われてよい。結果として生じる高温の燃焼ガスは、方向２８で下流に流れ、燃焼ライナー２２を通って移行部分２６へと流れ、この移行部分がさらに燃焼区域を画定しており、その後移行部分２６を通ってタービン部分１６へと流れることができる。

衝突スリーブ３２および流れスリーブ３４は、示されるように概ね円周方向に燃焼器ライナー２２および移行部分２６を取り囲んでいる。したがって、燃焼器ライナー２２と移行部分２６を取り囲んでいる、作動流体がその中を通って上流方向２８に流れ得る流路３６は、衝突スリーブ３２および流れスリーブ３４になるようにさらに画定されてよい。したがって流路３６は、衝突スリーブ３２と、流れスリーブ３４を備えるスリーブと、燃焼器ライナー２２と移行部分２６を備えるスリーブの間に画定されてよい。そういうものとして作動流体は、流路３６を通って上流方向に流れ、燃焼器１５に進入し、考察したように燃料と共に燃焼され、結果として生じる高温のガスが、燃焼区域２４を下流方向２８に流れる。

燃焼器１５はさらに、１つまたは複数の燃料ノズル４０を含むことができる。燃料は、１つまたは複数のマニフォルド（図示せず）によって燃料ノズル４０に供給されてよい。以下に考察するように、１つまたは複数の燃料ノズル４０は、燃料、および適宜作動流体を燃焼区域２４に供給することで燃焼させることができる。

例示の実施形態において、多様な穴を、燃焼器ライナー２２および／または移行部分２６に画定することができる。このような穴によって、燃焼器ライナー２２および／または移行部分２６を過ぎて流れる作動流体を、典型的には冷却する目的で燃焼区域２４に入るように方向転換させることが可能になる。希釈孔４２は、このような穴の一例である。希釈孔４２は、示されるように燃焼器ライナー２２の中に形成される。

図３から図１０は、本開示によるタービンシステム１０のための冷却システム５０の種々の実施形態を示している。システム５０は、ライナー６０を含んでいる。ライナー６０は、高温側６２と低温側６４の間に温度境界を画定し、高温側の面６６と低温側の面６８を含んでいる。高温側６２の温度は、低温側６４の温度より相対的に高くなる。ライナー６０は、温度境界上に配置され、これを画定しており、よってライナー６０の高温側の面６６は、高温側６２に面しており、ライナー６０の低温側の面６８は、低温側６４に面している。

１つまたは複数の穴７０をライナー６０内に形成することができる。各々の穴７０は、高温側の面６６と低温側の面６８の間に延在してよい。穴７０によってライナー６０内に周辺縁部７２を画定することができる。周辺縁部７２は、穴７０の外側境界を画定することができる。本開示による穴は、任意の好適な形状およびサイズを有することができる。例えばいくつかの実施形態において、穴は、略円形、または楕円形の断面形状を有することができる。他の実施形態において、穴は、略矩形、三角形または他の好適な多角形形状を有する場合もある。

ライナー６０の例示の一実施形態は、燃焼器ライナー２２である。上記で考察したように、燃焼器ライナー２２は、例えば燃焼区域２４などの高温側６２と、例えば流路３６などの低温側６４の間に温度境界を画定する。希釈孔４２などの１つまたは複数の穴７０が、燃焼器ライナー２２に形成される。しかしながら本開示は、ライナー６０として燃焼器ライナー２２に限定されないことを理解されたい。むしろ移行部分２６または他の好適なライナー構成要素など温度境界を画定する任意の好適なライナーも、本開示の範囲および精神の範囲内にある。

本開示による冷却システム５０はさらに、１つまたは複数のインサート８０を含む。各々のインサート８０は、ライナー６０の穴７０の中に配置され、穴７０に隣接するライナー６０のフィルム冷却を容易にする。具体的にはライナー６０の穴７０の中でインサート８０を利用することで、穴７０に隣接する再循環および停滞を抑える。インサート８０は、穴７０を通って流れるように作動流体８２（以下に考察するように作動流体の一部８４など）を誘導し、ライナー６０に近接するフィルムを形成し、これによりフィルム冷却を容易にする。したがって本開示による冷却システム５０の利用は有利には、ホットスポットの存在を抑え、結果として生じるライナー６０における不均一な熱ストレスを抑えることができる。これはさらに有利には、特にインサートが配置される穴７０に隣接して、ライナー６０内に亀裂が形成されるのを抑えることができる。

図３から図１０に示されるように、本開示によるインサート８０は、管９０を含んでいる。管９０は、内面９２と、外面９４を含むことができる。管９０が内面９２を含む実施形態では、内面９２は、管９０の内部９６を画定することができる。示されるように内部９６は概ね中空であってよく、これにより作動流体８２が中を流れることができる。他の実施形態において、管９０は概ね中実であり、その結果内面９２を画定することはできない。管９０は任意の好適な断面形状およびサイズを有することができる。例えばいくつかの実施形態において、管９０は円筒形であってよく、したがって略円形または楕円形の断面形状を有することができる。他の実施形態において、穴は、略矩形、三角形、または他の好適な多角形形状を有することができる。示されるようにインサート８０の管９０は、ライナー６０の穴７０を通って延在する。穴７０の中に位置決めされる際、管９０の外面９４と、穴７０の周辺縁部７２が、それらの間に隙間９８を形成する。隙間９８は、概ね連続する周縁部の隙間であり、管９０全体を円周方向に囲むように延在しており、したがって外面９４全体だけでなく、周辺縁部７２全体も円周方向に囲むように延在する。考察するように、流路３６の中を流れる一部の作動流体８２は、穴７０を通って流れることができる。示されるように穴７０の中にインサート８０が位置決めされることにより、一部の作動流体８２が、管９０の内部９６を通って流れることができ、作動流体８２の一部８４は、穴７０と管９０の外面９４の間を流れる、よって周縁部の隙間９８を通って流れることができる。以下で考察するように、作動流体８２の一部８４は、周縁部の隙間９８を通って流れた後、方向を変えることで、高温側の面６６に近接してフィルムを形成することができる。

図３から図１０にさらに示されるように、本開示によるインサート８０は、プレート１００をさらに含んでおり、これは第１のプレートとしても知られている。プレート１００は、管９０に対して、例えばその外面９４に接続される。例えばプレート１００は、管９０に溶接され、例えば貫通ねじ、リベット、ナットとボルトを組み合わせたものなどによって管９０に機械的に接続される、あるいは１つの構成要素として管９０と共に形成される場合がある。例示の実施形態において、プレート１００は、管９０の外周全体を囲むように延在しており、外面９４の外周部分全体に接続される。インサート８０が、穴７０を通って延在するように位置決めされると、プレート１００は、ライナー６０の高温側６２に配置される。

プレート１００は、例えば内面９２から離れるように外面９４から、管９０から概ね外向きに延在してよい。例えばプレート１００は、管９０を概ね横切るように、そこから外向きに延在してよい。管９０が略円筒形であり、これにより円形または楕円形の断面を有する実施形態では、プレート１００は、管９０から半径方向外向きに延在することができる。あるいはプレート１００は、管９０から任意の好適な角度で横方向または半径方向に向けて延在する場合もある。

示されるようにプレート１００は、穴７０を通って流れる作動流体８２の一部８４の方向を変えることができる。周縁部の隙間９８を通って流れる一部８４は、プレート１００に接触する、または近接して流れることができる。プレート１００を位置決めすることにより、プレート１００によって作動流体８２の一部８４の向きを変え、プレート１００と、ライナー６０の高温側の面６６の間に流すことができる。このように流れの方向を変えることで、作動流体８２のフィルムが生じることになり、これは一部８４を含んでおり、高温側の面６６に近接するように形成され、これに近接して流れる。プレートによって、このような作動流体８２の一部８４の方向を変えることによって、作動流体８２のフィルムを迅速に、かつ関連する穴７９に近接して形成し易くなり、これにより有利にホットスポットが生じるのを抑え、結果として生じるライナー６０における、特に穴７０に近接する不均一な熱ストレスを抑える。

いくつかの実施形態において、図３から図６に示されるように、本開示によるインサート８０は、第２のプレート１０２をさらに含んでいる。第２のプレート１０２は、管９０に対して、例えばその外面９４に接続されてよい。例えば第２のプレート１０２は、管９０に溶接される、例えば貫通ねじ、リベット、ナットとボルトを組み合わせたものなどによって管９０に機械的に接続される、あるいは１つの構成要素として管９０と共に形成される場合がある。例示の実施形態において、第２のプレート１０２は、管９０の外周全体を囲むように延在しており、外面９４の外周部分全体に接続される。インサート８０が、穴７０を通って延在するように位置決めされると、第２のプレート１０２は、ライナー６０の低温側６０に配置される。

第２のプレート１０２は、例えば内面９２から離れるように外面９４から、管９０から概ね外向きに延在してよい。例えば第２のプレート１０２は、管９０を概ね横切るように、そこから外向きに延在してよい。管９０が略円筒形であり、これにより円形または楕円形の断面を有する実施形態では、第２のプレート１０２は、管９０から半径方向外向きに延在することができる。あるいは第２のプレート１０２は、管９０から任意の好適な角度で横方向または半径方向に向けて延在する場合もある。

示されるように、プレート１００は、作動流体８２を取り込み、穴７０の方に誘導することができる。よって作動流体８２は、第２のプレート１０２と、ライナーの低温側の面６８の間を流れることができる。作動流体８２の一部８４は、穴７９の中を通って、具体的には上記で考察したように周縁部の隙間９８を通って流れ、その後、考察したように方向が変えられて、フィルムを形成することができる。

本開示によるインサート８０は、任意の好適な接続方法や装置を使用してライナー６０に接続されてよい。いくつかの実施形態において、図３から図６に示されるように、例えば１つまたは複数の植込みボルト１１０を利用して、インサート８０をライナー６０に接続することができる。例示の実施形態において、示されるように植込みボルト１１０は、第２のプレート１０２と低温側の面６８の間に延在することができる。他の実施形態において、植込みボルト１１０は、第１のプレート１００と高温側の面６６の間に延在する場合もある。任意の数の植込みボルト１１０を、インサート８０をライナー６０に適切に接続する任意の好適なパターンで利用することができる。例えば８つの植込みボルト１１０を、図３に示されるように概ね環状の配置で配置することができる。あるいは１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、９つ、１０またはそれ以上の植込みボルト１１０が利用される、および／または植込みボルト１１０が任意の好適な配置を有する場合もある。各々の植込みボルト１１０は、任意の好適な形状またはサイズを有することができる。植込みボルト１１０は、溶接される、機械的に接続される、あるいはインサート８０および／またはライナー６０と一体式の構成要素として形成される場合もある。

他の実施形態において、図７および図８に示されるように、１つまたは複数のリブ１２０が、インサート８０とライナー６０を接続することができる。リブ１２０は、第２のプレート１０２を含む、または含まない実施形態で利用することができる。例えばいくつかの実施形態において示されるように、各々のリブ１２０は、管９０、例えば管９０の外面９４と、低温側の面６８との間に延在し、これらを接続することができる。任意の数のリブ１２０を、インサート８０をライナー６０に適切に接続する任意の好適なパターンで利用することができる。例えば４つのリブ１２０を概ね環状の配置に配置する、あるいは代替として１つ、２つ、３つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ以上のリブ１２０が利用される、および／またはリブ１２０が任意の好適な配置を有する場合もある。各々のリブ１２０は、任意の好適な形状およびサイズを有することができる。例えば、一部の実施形態では、リブ１２０は、示されるように、概ね曲線形であってもよい。他の実施形態において、リブ１２０は、概ね線形である、ならびに／あるいは多様な線形および／または曲線から成る部分を有する場合もある。リブ１２０は、溶接される、機械的に接続される、あるいはインサート８０および／またはライナー６０と一体式の構成要素として形成される場合もある。

いくつかの実施形態において、図６、９および１０に示されるように、１つまたは複数のスペーサ１３０がインサート８０に含まれる場合もある。スペーサ１３０は、インサート８０を穴７０の中に位置決めすることができ、いくつかの実施形態では、インサート８０をライナー６０にさらに接続する場合もある。例えば図９および図１０に示されるように、スペーサ１３０は、インサート８０をライナー６０に接続することができる。各々のスペーサ１３０は、穴７０の周辺縁部７２と、管９０の外面９４の間に延在し、これらを接続することができる。任意の数のスペーサ１３０を、インサート８０をライナー６０に適切に接続する任意の好適なパターンで利用することができる。例えば、４つのスペーサ１３０を概ね環状の配置に配置する、あるいは代替として１つ、２つ、３つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ以上のスペーサ１３０が利用される、および／またはスペーサ１３０が任意の好適な配置を有する場合もある。各々のスペーサ１３０は任意の好適な形状および／またはサイズを有することができる。スペーサ１３０は、管９０の外面９４などのインサート８０および／または穴７０の周辺縁部７２などライナー６０を備えた一体式の構成要素として溶接され、機械的に接続され、または形成される場合もある。さらに１つまたは複数の穴１３２が各々のスペーサ１３０内に形成される場合もある。穴１３２は、スペーサ１３０がインサート８０をライナー６０に接続する実施形態では特に必要であり、これにより穴７０と管９０の間に連続する周縁部の隙間９８を形成し、これを維持することができる。

他の実施形態において図６に示されるように、スペーサ１３０は、インサート８０をライナー６０に接続しない場合もあり、むしろ単に管９０の位置を穴７０の中に維持するだけの場合もある。上記で考察したように、スペーサ１３０は、このような実施形態において、任意の好適な形状およびサイズを有することができ、任意の好適な数のスペーサ１３０を任意の好適なパターンで利用することができる。スペーサ１３０は、図示されたような管９０の外面９４などのインサート８０、または穴７０の周辺縁部７２などライナー６０を備えた一体式の構成要素として接続され、例えば溶接され、機械的に接続され、または形成される場合もある。スペーサ１３０が、インサート８０およびライナー６０の他方に接続されない場合もあり、これにより連続する周縁部の隙間９８を維持し、その一方で管９０の位置を穴７０の中に位置決めするの働きをする。

本開示はさらに、タービンシステム１０においてライナー６０を冷却するための方法を対象としている。方法は、例えば、作動流体８２、例えばその一部８４を、穴７０の中に配置された管９０の外面９４と、穴７０の周辺縁部７２の間で、ライナー６０の中に画定された概ね連続する周縁部の隙間９８を通るように流すステップを含むことができる。方法はさらに、例えば作動流体８２、例えば隙間９８を通って流れたその一部８４の方向を変えることで、ライナー６０の高温側の面６６に近接してフィルムを形成するステップを含むことができる。

この書面による記載は、本発明を開示することを目的とした最適な態様を含む例を利用しており、また任意の装置またはシステムを作製し利用すること、ならびに任意の採用された方法を実行することを含め、当業者が本発明を実施することができるようにするものである。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者が思い付く他の例を含むことができる。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しと相違ない構造上の要素を含む場合、あるいはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しとわずかな相違点を有する等価な構造上の要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。

１０ タービンシステム
１２ 圧縮機部分
１４ 燃焼器部分
１５ 燃焼器
１６ タービン部分
１８ シャフト
２１ ケーシング
２２ 燃焼器ライナー
２４ 燃焼器区域
２６ 移行部分
２８ 下流方向
３２ 流れスリーブ
３４ 衝突スリーブ
３６ 流路
３８ 上流方向
４０ 燃料ノズル
４２ 希釈孔
５０ 冷却システム
６０ ライナー
６２ 高温側
６４ 低温側
６６ 高温側の面
６８ 低温側の面
７０ 穴
７２ 周辺縁部
８０ インサート
８２ 作動流体
８４ 作動流体の一部
９０ 管
９２ 内面
９４ 外面
９６ 内部
９８ 周縁部の隙間
１００ プレート
１０２ 第２のプレート
１１０ 植込みボルト
１２０ リブ
１３０ スペーサ
１３２ 穴

Claims (20)

1. 高温側と低温側の間に温度境界を画定するライナーであって、高温側の面と低温側の面を備え、前記高温側の面と前記低温側の面の間に延在する穴を画定し、前記穴が、周辺縁部を画定する、ライナーと、
   インサートとを備え、前記インサートが、
   前記穴の中に延在する管であって、外面を備え、前記外面と前記周辺縁部が、その間に概ね連続する周縁部の隙間を画定する、管、および
   前記管に接続され、前記高温側に配置されたプレートであって、前記管から外向きに延在しており、その結果、前記隙間を通って流れる作動流体が前記プレートによって方向を変えられ、前記高温側の面に近接してフィルムを形成する、プレートを備えた
   タービンシステム用の冷却システム。
2. 前記管が略円筒形の管であり、前記プレートが、前記管の前記外面から概ね半径方向外向きに延在する、請求項１記載の冷却システム。
3. 前記プレートが第１のプレートであり、冷却システムが、前記管に接続され、前記低温側に配置された第２のプレートをさらに備え、前記第２のプレートが、前記管から概ね外向きに延在しており、その結果、作動流体が前記第２のプレートと前記低温側の面の間を流れ、前記隙間に流れ込む、請求項１記載の冷却システム。
4. 前記第２のプレートと前記冷却側の面の間にそれぞれ延在する複数の植込みボルトをさらに備える、請求項３記載の冷却システム。
5. それぞれが前記管と前記低温側の面を接続する、前記低温側に配置された複数のリブをさらに備える、請求項１記載の冷却システム。
6. 前記隙間の中にそれぞれ延在する複数のスペーサをさらに備え、前記複数のスペーサのそれぞれが、前記管を前記穴の中に位置決めする、請求項１記載の冷却システム。
7. 前記複数のスペーサのそれぞれが、前記管の前記外面に接続される、請求項６記載の冷却システム。
8. 前記複数のスペーサのそれぞれが、前記管の前記外面および前記周辺縁部に接続され、前記複数のスペーサのそれぞれが、その中を貫通する穴をさらに画定する、請求項６記載の冷却システム。
9. 前記ライナーが、燃焼器ライナーであり、前記穴が希釈孔である、請求項１記載の冷却システム。
10. 燃焼区域と流路の間に温度境界を画定する燃焼器ライナーであって、高温側の面と低温側の面を備え、前記高温側の面と前記低温側の面の間に延在する希釈孔を画定し、前記希釈孔が周辺縁部を画定する、燃焼器ライナーと、
    インサートとを備え、前記インサートが、
    前記希釈孔の中に延在する管であって、外面を備え、前記外面と前記周辺縁部が、その間に概ね連続する周縁部の隙間を画定する、管、および
    前記管に接続され、前記燃焼区域に配置されたプレートであって、前記管から外向きに延在しており、その結果、前記隙間を通って流れる作動流体が前記プレートによって方向を変えられ、前記高温側の面に近接してフィルムを形成する、プレートを備えた
    タービンシステム用の燃焼器。
11. 前記管が略円筒形の管であり、前記プレートが、前記管の前記外面から概ね半径方向外向きに延在する、請求項１０記載の燃焼器。
12. 前記プレートが第１のプレートであり、冷却システムが、前記管に接続され、前記流路内に配置された第２のプレートをさらに備え、前記第２のプレートが、前記管から外向きに延在しており、その結果、作動流体が前記第２のプレートと前記低温側の面の間を流れ、前記隙間に流れ込む、請求項１０記載の燃焼器。
13. 前記第２のプレートと前記低温側の面の間にそれぞれ延在する複数の植込みボルトをさらに備える、請求項１２記載の燃焼器。
14. それぞれが前記管と前記低温側の面を接続する、前記流路内に配置された複数のリブをさらに備える、請求項１０記載の燃焼器。
15. 前記隙間の中にそれぞれ延在する複数のスペーサをさらに備え、前記複数のスペーサのそれぞれが、前記管を前記希釈孔の中に位置決めする、請求項１０記載の燃焼器。
16. 前記複数のスペーサのそれぞれが、前記管の前記外面に接続される、請求項１５記載の燃焼器。
17. 前記複数のスペーサのそれぞれが、前記管の前記外面および前記周辺縁部に接続され、前記複数のスペーサのそれぞれが、その中を貫通する穴をさらに画定する、請求項１５記載の燃焼器。
18. 前記タービンシステムが、ガスタービンシステムである、請求項１０記載の燃焼器。
19. タービンシステムにおいてライナーを冷却するための方法であって、
    穴の中に配置された管の外面と前記穴の周辺縁部との間で前記ライナー内に画定された概ね連続する周縁部の隙間を通るように作動流体を流すステップと、
    前記隙間を通って流れる前記作動流体の向きを変えることで、前記ライナーの高温側の面に近接してフィルムを形成するステップとを含む方法。
20. 前記作動流体が、前記管に接続され、前記管から外向きに延在するプレートによって方向付けられる、請求項１９記載の方法。