(57)【要約】      （修正有）【課題】低温ガスを冷却に効率よく利用可能な燃焼器のライナを提供する。【解決手段】ライナ本体１は、第１の方向Ｄ１において複数設けられた頂部２と、第１の方向Ｄ１において頂部２とは異なる位置に形成されるように複数設けられた谷部３と、頂部２と下流側に隣接する谷部３との間に形成された第１の斜面部４と、谷部３と下流側に隣接する頂部２との間に形成された第２の斜面部６と、第１の斜面部４に設けられる第１の冷却孔７と、第２の斜面部６に設けられる第２の冷却孔８と、を含む。頂部２から下流側に隣接する谷部３までの第１の長さは、谷部から下流側に隣接する頂部２までの第２の長さより短い。【選択図】図２
2018054210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の温度を含む第１のガスが流れる第１の流路と、前記第１の温度よりも低い第２の温度を含む第２のガスが流れる第２の流路とを隔てるライナ本体を備え、
前記ライナ本体は、
前記第１のガスおよび前記第２のガスの流れる第１の方向と交差する第２の方向に延在し、前記第１の流路側に突出するように前記第１の方向において複数設けられた頂部と、
前記第２の方向に延在し、前記第２の流路側に突出すると共に、前記第１の方向において前記頂部とは異なる位置に形成されるように複数設けられた谷部と、
前記第１の方向において前記頂部と前記頂部に対して下流側に隣接する前記谷部との間に形成された第１の斜面部と、
前記第１の方向において前記谷部と前記谷部に対して下流側に隣接する前記頂部との間に形成された第２の斜面部と、
前記第１の斜面部において前記第１の方向に延びる第１の軸線上に設けられ、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通させる第１の冷却孔と、
前記第２の斜面部において前記第１の方向に延びる第２の軸線上に設けられ、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通させる第２の冷却孔と、を含み、
前記頂部から前記頂部に対して下流側に隣接する前記谷部までの第１の長さは、前記谷部から前記谷部に対して下流側に隣接する前記頂部までの第２の長さより短い、燃焼装置用ライナ。
【請求項２】
前記第１の軸線および前記第２の軸線は、前記第２の方向において交互に設定される請求項１に記載の燃焼装置用ライナ。
【請求項３】
前記ライナ本体の形状は、前記頂部と前記谷部とが前記第１の方向に沿って交互に設けられた波状であり、
前記第１の冷却孔は、少なくとも、複数の前記第１の斜面部において最も上流側に設けられた前記第１の斜面部に設けられ、
前記第２の冷却孔は、少なくとも、複数の前記第２の斜面部において最も上流側に設けられた前記第２の斜面部に設けられる、請求項１又は２に記載の燃焼装置用ライナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼装置に用いられるライナに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼装置であるガスタービンは、燃焼器を備えている。燃焼器では燃料を燃焼させて高温ガスを生成する。従って、燃焼器の周囲に配置された部品を高温ガスから保護するために、熱シールドとしての波型形状のライナが用いられる。例えば、特許文献１には、ガスタービンに用いられる燃焼器用ライナが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７８０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたライナ本体は、冷却孔を有する。冷却孔は、外部から空気を取り入れる。取り入れられた低温ガスとしての空気は、燃焼ガスの流動方向に一致する方向に内リングにより偏向され、ライナ本体の内面に沿って流される。
【０００５】
近年、燃焼器の性能向上の観点から、燃焼器において発生させる高温ガスの温度が高くなる傾向にある。一方、ライナの冷却に利用できる低温ガスの量は制限されている。従って、低温ガスをライナの冷却に効率よく利用可能な技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る燃焼装置用ライナは、第１の温度を含む第１のガスが流れる第１の流路と、第１の温度よりも低い第２の温度を含む第２のガスが流れる第２の流路とを隔てるライナ本体を備える。ライナ本体は、第１のガスおよび第２のガスの流れる第１の方向と交差する第２の方向に延在し、第１の流路側に突出するように第１の方向において複数設けられた頂部と、第２の方向に延在し、第２の流路側に突出すると共に、第１の方向において頂部とは異なる位置に形成されるように複数設けられた谷部と、第１の方向において頂部と頂部に対して下流側に隣接する谷部との間に形成された第１の斜面部と、第１の方向において谷部と谷部に対して下流側に隣接する頂部との間に形成された第２の斜面部と、第１の斜面部において第１の方向に延びる第１の軸線上に設けられ、第１の流路と第２の流路とを連通させる第１の冷却孔と、第２の斜面部において第１の方向に延びる第２の軸線上に設けられ、第１の流路と第２の流路とを連通させる第２の冷却孔と、を含み、頂部から頂部に対して下流側に隣接する谷部までの第１の長さは、谷部から谷部に対して下流側に隣接する頂部までの第２の長さより短い。
【０００７】
この燃焼装置用ライナでは、第１の冷却孔が第１の斜面部に設けられているので、第１の冷却孔から噴出される第２のガスは、第１の方向と同じ速度成分を有する。従って、第１の冷却孔の下流側に存在する第２の斜面部および頂部を冷却することができる。一方、第２の冷却孔は第２の斜面部に設けられている。この第２の冷却孔から噴出される第２のガスは、第１の方向に対して逆方向の速度成分を有する。従って、第２の冷却孔の上流側に存在する第１の斜面部および頂部を冷却することができる。さらに、頂部から下流側に隣接する谷部までの第１の長さが、谷部から下流側に隣接する頂部までの第２の長さより短い。これにより、第２の冷却孔を上流側の頂部に近接した位置に配置することが可能となるので、第２の冷却孔から第２のガスを上流側の第１の斜面部および頂部に向けて効率よく噴出させることができる。従って、第２のガスをライナ本体の冷却に効率よく利用することができる。
【０００８】
第１の軸線および第２の軸線は、第２の方向において交互に設定されてもよい。これら第１の軸線および第２の軸線の配置によれば、第１の冷却孔および第２の冷却孔が第１の方向において同一の軸線上に配置されることがない。従って、ライナ本体を平面視したとき、第１の冷却孔および第２の冷却孔は、千鳥状に配置される。この配置によれば、第２の方向において第２のガスが噴出される孔の間隔を密にすることが可能になる。従って、第２の方向における第２のガスによる冷却効果を均一化し、第２の方向における温度分布をより均一に近づけることができる。
【０００９】
ライナ本体の形状は、頂部と谷部とが第１の方向に沿って交互に設けられた波状であり、第１の冷却孔は、少なくとも、複数の第１の斜面部において最も上流側に設けられた第１の斜面部に設けられ、第２の冷却孔は、少なくとも、複数の第２の斜面部において最も上流側に設けられた第２の斜面部に設けられてもよい。この構成によれば、ライナ本体の最も上流側に配置された頂部を効率よく冷却することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低温ガスをライナの冷却に効率よく利用可能な燃焼装置用ライナが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る燃焼装置用ライナが設けられるジェットエンジンの概略構成を示す模式的な断面図である。
【図２】図２は、ライナ本体の一部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図３は、ライナ本体の一部を断面視した図である。
【図４】図４は、ライナ本体の波形形状を規定するための図である。
【図５】図５は、比較例に係るライナ本体の波形形状を規定するための図である。
【図６】図６は、図５に示されたライナ本体の表面における温度分布を示すコンター図である。
【図７】図７は、実施例１に係るライナ本体の表面における温度分布を示すコンター図である。
【図８】図８は、図７の一部を断面視したときの温度分布を示すコンター図である。
【図９】図９は、第１の方向に沿ったフィルム冷却効率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る燃焼装置用ライナ（以下、単に「ライナ」とも言う）が設けられるジェットエンジン１０の概略構成を示す模式的な断面図である。ジェットエンジン１０は、ファン１１と、圧縮機１２と、燃焼器１３と、タービン１４とを備えている。
【００１４】
ファン１１は、ジェットエンジン１０の内部に外気を取り込むためのものであり、回転駆動される軸部１６の回転軸Ａ周りに設けられている。ファン１１は、圧縮機１２の上流側に設けられている。圧縮機１２は、ファン１１によって取り込まれた空気を圧縮して、圧縮空気Ａ２（第２のガス）を形成する。圧縮機１２は、回転駆動される動翼１１ａと固定された静翼１１ｂとが空気の流れ方向に交互に複数段配列された構成を有する。燃焼器１３は、圧縮機１２によって圧縮された空気を燃料と共に燃焼するものであり、燃料供給機構と着火装置とを備えている。タービン１４は、燃焼器１３にて空気および燃料が燃焼されることによって生じた燃焼ガスＡ１（第１のガス）が有する速度エネルギの一部を回転エネルギに変換するものである。タービン１４は、当該回転エネルギによってファン１１および圧縮機１２を駆動するものである。圧縮機１２、燃焼器１３、およびタービン１４は、内ハウジング１５ａと軸部１６との間に設けられている。また、ファン１１の外周側には、当該ファン１１、軸部１６および内ハウジング１５ａを取り囲むように外ハウジング１５ｂが設けられる。外ハウジング１５ｂは、静翼１１ｂを介して内ハウジング１５ａと接続されている。
【００１５】
このような構成を有するジェットエンジン１０において、空気は、ファン１１によってジェットエンジン１０の内部に取り込まれる。そして、一部の空気は内ハウジング１５ａと軸部１６との間に流れこみ、圧縮機１２へ供給される。また、ファン１１によって取り込まれた空気の他の一部は、外ハウジング１５ｂと内ハウジング１５ａとの間に流れ込む。圧縮機１２に供給された空気は、圧縮機１２にて圧縮された後、燃焼器１３にて燃料と共に燃焼される。そして、燃焼によって発生した燃焼ガスＡ１の速度エネルギの一部は、タービン１４にて回転エネルギに変換されてファン１１及び圧縮機１２の駆動に用いられる。一方、燃焼ガスＡ１の残りの速度エネルギは、燃焼ガスＡ１がジェットエンジン１０の後部から排気される際にジェットエンジン１０に推進力を付与するのに用いられる。この結果、ジェットエンジン１０が推進する。なお、本明細書においては、ジェットエンジン１０に取り込まれる空気の流れを基準として「上流側」「下流側」の語を用いる。また、回転軸Ａを基準として「外周側」「内周側」の語を用いる。
【００１６】
燃焼器１３は、ケース２１と、燃焼ユニット２２と、を備える。ケース２１は、燃料と空気の混合気を燃焼させる空間を形成する容器であり、燃焼ガスＡ１が流れる第１の流路を形成する。ケース２１は、ハウジング１５内において、軸部１６を囲むように環状に形成される。ケース２１とハウジング１５との間には隙間３１が設けられる。また、ケース２１と軸部１６との間にも隙間３２が設けられる。これら隙間３１，３２は、圧縮空気Ａ２が流れる第２の流路に対応する。
【００１７】
ケース２１の上流端側には、燃焼ユニット２２が設けられる。燃焼ユニット２２は、例えば、燃料供給機構および着火装置を含む。ケース２１において、燃焼ユニット２２よりも下流側には、ライナ本体１が設けられる。ライナ本体１は、燃焼ガスＡ１が流れる第１の流路と、圧縮空気Ａ２が流れる第２の流路と、を隔てる。従って、ライナ本体１は、ケース２１の一部を構成する。ケース２１の下流端側には、開口２３が設けられ、燃焼ガスＡ１がケース２１の外部に放出される。
【００１８】
このような構成を有する燃焼器１３では、圧縮機１２から供給された空気と燃料供給機構から供給された燃料とが混合されて、混合気が形成される。そして、着火装置が混合気に着火することにより、燃焼ガスＡ１が形成される。燃焼ガスＡ１は、ケース２１内を流動して開口２３からタービン１４へ提供される。ここで、燃焼ガスＡ１がケース２１内を流動するとき、ケース２１の内側表面は高温の燃焼ガスＡ１に曝される。また、ケース２１とハウジング１５との隙間３１、および、ケース２１と軸部１６との隙間３２には、圧縮機１２から提供される圧縮空気Ａ２の一部が流動している。この隙間３１，３２に流動する圧縮空気Ａ２は、燃焼ガスＡ１よりも温度が低い。一例として、燃焼ガスＡ１の温度（第１の温度）は２０００℃程度であり、圧縮空気Ａ２の温度（第２の温度）は５００℃程度である。そこで、ケース２１のライナ本体１に複数の冷却孔を設けることにより、圧縮空気Ａ２をケース２１内に取り入れる。この圧縮空気Ａ２は、高温の燃焼ガスＡ１とライナ本体１との間に後述する温度境界層を形成する。この温度境界層により、ライナ本体１の内側表面が燃焼ガスＡ１に対して直接に曝されることが抑制される。従って、ライナ本体１を有するケース２１が熱的に保護される。
【００１９】
次に、ライナ本体１について詳細に説明する。図２は、ライナ本体１の一部を拡大して示す斜視図である。また、図３は、ライナ本体１の一部を断面視した図である。図２および図３に示されるように、ライナ本体１は、断面波状の薄板である。ライナ本体１は、例えば、ニッケル基耐熱合金といった板材により構成される。ライナ本体１は、頂部２と、谷部３と、第１の斜面部４と、第２の斜面部６と、第１の冷却孔７と、第２の冷却孔８とを有する。
【００２０】
頂部２は、ケース２１の内側に向けて突出した部分である。すなわち、頂部２は、燃焼ガスＡ１が流れる第１の流路側に突出する。頂部２は、燃焼ガスＡ１および圧縮空気Ａ２の流れる第１の方向Ｄ１と交差する第２の方向Ｄ２に延在する。また、頂部２は、第１の方向Ｄ１に沿って、所定のピッチをもって繰り返し設けられる。
【００２１】
谷部３は、ケース２１の外側に向けて突出した部分である。すなわち、谷部３は、圧縮空気Ａ２が流れる第２の流路側に突出する。谷部３は、頂部２と同様に、第２の方向Ｄ２に延在する。また、谷部３は、第１の方向Ｄ１に沿って、所定のピッチをもって繰り返し設けられる。
【００２２】
第１の斜面部４は、第１の方向Ｄ１において頂部２と谷部３との間に形成される。従って、第１の斜面部４は、第１の方向Ｄ１において略一定の負の傾き（下り勾配）を有する。一方、第２の斜面部６は、第１の方向Ｄ１において谷部３と頂部２との間に形成される。従って、第２の斜面部６は、第１の方向Ｄ１において略一定の正の傾き（上り勾配）を有する。
【００２３】
すなわち、ライナ本体１は、第１の方向Ｄ１に沿って（上流から下流に向かって）、頂部２、第１の斜面部４、谷部３、第２の斜面部６がこの順に形成されている。そして、これら頂部２、第１の斜面部４、谷部３、第２の斜面部６を含む構成は、第１の方向Ｄ１に沿って、繰り返し複数設けられる。従って、ライナ本体１を断面視したとき、ライナ本体１は、いわゆる波状と呼ばれる形状を有する。
【００２４】
ライナ本体１の波状形状についてさらに説明する。図４は、ライナ本体１の波形形状を規定するための図である。図４に示されるように、頂部２から次の頂部２までの距離を、波長Ｌと規定する。また、頂部２から隣接する谷部３までの距離を谷底位置ｍと規定する。頂部２から谷部３までの距離を振幅（２ｒ）と規定する。頂部２から谷部３までの距離の中央を通る中心線を仮定し、頂部２から中心線までの距離を振幅（ｒ）と規定すると共に、谷部３から中心線までの距離を振幅（ｒ）と規定する。ライナ本体１は、比較的大きな振幅を有する。具体的に、「比較的大きな振幅」とは振幅（ｒ）と波長Ｌの比率（振幅ｒ／波長Ｌが０．０８以上０．２５以下と規定することができ、一例として、ライナ本体１の振幅（ｒ）と波長Ｌの比率（振幅ｒ／波長Ｌ）は０．１５２である。
【００２５】
さらに、頂部２から頂部２に対して下流側に隣接する谷部３までの第１の長さＳ１は、谷部３と谷部３に対して下流側に隣接する頂部２までの第２の長さＳ４より短い。このような構成によれば、谷部３は、下流側の頂部２よりも上流側の頂部２に近接する。「谷部３は、下流側の頂部２よりも上流側の頂部２に近接する」とは、谷底位置ｍと波長Ｌとにより示すこともできる。例えば、波長Ｌに対する谷底位置ｍの割合（谷底位置ｍ／波長Ｌ）は、０．２０以上０．４０以下であり、一例として０．２６５である。また、このような構成によれば、第１の軸線Ｌ１に沿った第１の斜面部４の第３の長さＳ５は、第２の軸線Ｌ２に沿った第２の斜面部６の第４の長さＳ６よりも短いとも言える。このため、第１の方向Ｄ１を基準とした第１の斜面部４の傾きＲ１は、第１の方向Ｄ１を基準とした第２の斜面部６の傾きＲ２（すなわち勾配）よりも大きい。このため、頂部２において燃焼ガスＡ１の流れが剥離しやすくなる。
【００２６】
第１の冷却孔７および第２の冷却孔８は、ライナ本体１において平面視して千鳥状に設けられる。第１の冷却孔７は、第１の斜面部４に設けられる。第１の方向Ｄ１における第１の冷却孔７の位置は、谷底位置ｍを用いて示すことができる。例えば、第１の方向Ｄ１に沿った頂部２から谷底位置ｍまでの距離（Ｓ１）と、第１の方向Ｄ１に沿った頂部２から第１の冷却孔７までの距離（Ｓ２）との比（Ｓ２／Ｓ１）は０．１４以上０．８０以下であり、一例として、０．６９２とすることができる。第１の冷却孔７の軸線ＡＸ１は、第１の斜面部４の表面に対して略直交する。このため、軸線ＡＸ１の方向は、第１の方向Ｄ１において正方向の速度成分Ｘ１を有する。すなわち、第１の冷却孔７から噴出される圧縮空気Ａ２は、燃焼ガスＡ１の流れる方向と同じ方向成分を有する。
【００２７】
また、第２の冷却孔８は、第２の斜面部６に設けられる。第２の冷却孔８も第１の冷却孔７と同様に、その位置を谷底位置ｍを用いて示すことができる。例えば、第１の方向Ｄ１に沿った頂部２から谷底位置ｍまでの距離（Ｓ１）と、第１の方向Ｄ１に沿った頂部２から第２の冷却孔８までの距離（Ｓ３）との比（Ｓ３／Ｓ１）は１．０５以上１．５０以下であり、一例として１．２０６とすることができる。第２の冷却孔８の軸線ＡＸ２は、第２の斜面部６の表面に対して略直交する。このため、軸線ＡＸ２の方向は、第１の方向Ｄ１において負方向の速度成分Ｘ２を有する。すなわち、第２の冷却孔８から噴出される圧縮空気Ａ２は、燃焼ガスＡ１の流れる方向と逆向きの成分を有する。
【００２８】
図２に示されるように、第１の冷却孔７は、第１の内径Ｆ１をする。第１の冷却孔７は、第１の方向Ｄ１に延びる第１の軸線Ｌ１において、１波長又は２波長と同じ距離をもって複数形成される。図２には、２波長毎に第１の冷却孔７が設けられた構成が示されている。また、第１の冷却孔７は、第２の方向Ｄ２に延びる第３の軸線Ｌ３上において、所定のピッチをもって複数形成される。
【００２９】
第２の冷却孔８は、第２の内径Ｆ２をする。第２の内径Ｆ２は、第１の内径Ｆ１よりも小さい。例えば、第１の内径Ｆ１と第２の内径Ｆ２との比率（Ｆ１／Ｆ２）は、１．６５である。第２の冷却孔８は、第１の方向Ｄ１に延びる第２の軸線Ｌ２において、１波長又は２波長と同じ距離をもって複数形成される。図２には、２波長毎に第２の冷却孔８が設けられた構成が示されている。第２の軸線Ｌ２は、第１の軸線Ｌ１に対して平行であり、第２の方向Ｄ２に離間するように設定される。従って、第１の方向Ｄ１において、第１の冷却孔７と第２の冷却孔８とが同一の軸線上に形成されることはない。すなわち、第２の冷却孔８は、第１の冷却孔７よりも下流側であって、一対の第１の冷却孔７の間に形成される。
【００３０】
また、第２の冷却孔８は、第２の方向Ｄ２に延びる第４の軸線Ｌ４上において、所定のピッチをもって複数形成される。第４の軸線Ｌ４は、第３の軸線Ｌ３に対して平行である。第４の軸線Ｌ４は、第３の軸線Ｌ３に対して下流側に設定される。従って、第２の冷却孔８は、第１の冷却孔７よりも下流側に設けられる。換言すると、第２の冷却孔８は、第１の冷却孔７よりも谷部３側に設けられるともいえる。このような第２の冷却孔８の配置によれば、第２の冷却孔８から噴出した圧縮空気Ａ２の流れが谷間の流れに干渉するように谷部３に寄せられる。
【００３１】
このような第１の冷却孔７および第２の冷却孔８の配置によって、上述したように、第１の冷却孔７と第２の冷却孔８とは平面視して千鳥状に形成される。
【００３２】
ここで、実施形態のライナ本体１の形状と比較例に係るライナ本体の形状とを対比すると、表１が得られる。
【表１】
2018054210.tif 000003
【００３３】
次に、ライナ本体１の作用効果について説明する。
【００３４】
この燃焼装置用ライナのライナ本体１では、第１の冷却孔７が第１の斜面部４に設けられているので、第１の冷却孔７から噴出される圧縮空気Ａ２は、第１の方向Ｄ１と同じ速度成分Ｘ１を有する。従って、第１の冷却孔７の下流側に存在する第２の斜面部６および頂部２を冷却することができる。一方、第２の冷却孔８は第２の斜面部６に設けられている。この第２の冷却孔８から噴出される圧縮空気Ａ２は、第１の方向Ｄ１に対して逆方向の速度成分Ｘ２を有する。従って、第２の冷却孔８の上流側に存在する第１の斜面部４および頂部２を冷却することができる。さらに、頂部２から下流側に隣接する谷部３までの第１の長さＳ１が、谷部３から下流側に隣接する頂部２までの第２の長さＳ４より短い。これにより、第２の冷却孔８を上流側の頂部２に近接した位置に配置することが可能となるので、第２の冷却孔８から圧縮空気Ａ２を上流側の第１の斜面部４および頂部２に向けて効率よく噴出させることができる。従って、圧縮空気Ａ２をライナ本体１の冷却に効率よく利用することができる。
【００３５】
第１の軸線Ｌ１および第２の軸線Ｌ２は、第２の方向Ｄ２において交互に設定される。これらの第１の軸線Ｌ１および第２の軸線Ｌ２の配置によれば、第１の冷却孔７および第２の冷却孔８は、第１の方向Ｄ１において同一の軸線上に配置されることがない。従って、ライナ本体１を平面視したとき、第１の冷却孔７および第２の冷却孔８は、千鳥状に配置される。この配置によれば、第２の方向Ｄ２において圧縮空気Ａ２が噴出される孔の間隔を密にすることが可能になる。従って、第２の方向Ｄ２における圧縮空気Ａ２による冷却効果を均一化し、第２の方向Ｄ２における温度分布をより均一に近づけることができる。
【００３６】
ライナ本体１の形状は、頂部２と谷部３とが第１の方向Ｄ１に沿って交互に設けられた波状であり、第１の冷却孔７は、少なくとも、複数の第１の斜面部４において最も上流側に設けられた第１の斜面部４に設けられ、第２の冷却孔８は、少なくとも、複数の第２の斜面部６において最も上流側に設けられた第２の斜面部６に設けられる。この構成によれば、ライナ本体１の最も上流側に配置された頂部２を効率よく冷却することができる。
【００３７】
以下、比較例に係るライナ本体１００の冷却の効果を数値計算によって確認した結果と比較しつつ、本実施形態に係るライナ本体１による冷却の効果について説明する。
【００３８】
＜比較例１＞
図５は、比較例１に係るライナ本体１００の断面形状を示す図である。比較例のライナ本体１００は、円弧状形状が組み合わされた波状形状を有する。また、比較例のライナ本体１００は、頂部１０２と谷部１０３と第１の冷却孔１０７と第２の冷却孔１０８とを有する。比較例に係るライナ本体１００の波状形状、第１の冷却孔１０７の位置および第２の冷却孔１０８の位置は、上述した波長Ｌ、振幅ｒ、および谷底位置ｍを用いて実施形態に係るライナ本体１と対比できる。比較例のライナ本体１００において振幅ｒと波長Ｌとの比（ｒ／Ｌ）は、一例として０．０７４である。また、比較例のライナ本体１００において、頂部２から第１の冷却孔７までの距離（Ｓ２）と頂部２から谷底位置ｍまでの距離（Ｓ１）との比（Ｓ２／Ｓ１）は、一例として０．１３９である。また、比較例のライナ本体１００において、頂部２から第２の冷却孔８までの距離（Ｓ３）と頂部２から谷底位置ｍまでの距離（Ｓ１）との比（Ｓ３／Ｓ１）は、一例として０．４８３である。そして、波長Ｌと頂部２から谷底位置ｍまでの距離（Ｓ１）との比（ｒ／Ｓ１）は、一例として０．５００である。
【００３９】
図６には、ライナ本体１の表面における温度の分布がコンター図によって示されている。
ハッチングの濃い部分（領域Ｋ１）は、温度が相対的に高い領域である。一方、ハッチングの薄い部分（領域Ｋ２）は、温度が相対的に低い領域である。すなわち、ハッチングの濃淡は、相対的な温度の高低に対応する。図６に示された斜視図では、左上から右下に向かって燃焼ガスＡ１と圧縮空気Ａ２とが流れる。コンター図を参照すると、上流側ほど温度が高いことがわかった。とくに、最も上流側に配置されている第１の冷却孔１０７および第２の冷却孔１０８の近傍が最も温度が高い領域であることわかった。従って、比較例のライナ本体１００では、最も上流側に配置された第１の冷却孔１０７および第２の冷却孔１０８の近傍領域において十分な冷却効果が得られにくいことがわかった。
【００４０】
＜実施例１＞
次に、実施例に係るライナ本体１による冷却効果を確認した。実施例のライナ本体１の形状は、表２のとおりである。表２において、谷底位置ｍは、第１の方向Ｄ１における上流側の頂部２から谷部３までの距離である。第１の冷却孔位置ａは、第１の方向Ｄ１における上流側の頂部２から第１の冷却孔７の軸線ＡＸ１までの距離（Ｓ２）である。第２の冷却孔位置ｂは、第２の方向Ｄ２における上流側の頂部２から第２の冷却孔８の軸線ＡＸ２までの距離（Ｓ３）である。
【表２】
2018054210.tif 000004
【００４１】
図７は、実施例のライナ本体１の表面上における温度分布を示すコンター図である。図７に示されるように、最も上流側に配置された第１の冷却孔７および第２の冷却孔８の近傍領域は、下流側に配置された第１の冷却孔７および第２の冷却孔８の近傍領域とおおむね同等のハッチング濃度（領域Ｋ２）で示されている。従って、上流側の領域も十分に冷却効果が得られていることがわかった。
【００４２】
図８は、図７における軸線Ｌ２ａに沿った断面を拡大して示すコンター図である。図８を参照すると、まず、上流側の頂部２において。高温の領域Ｋ１がライナ本体１の表面から剥離していることがわかった（領域Ｋ３参照）。これは、頂部２に連続する第１の斜面部４が、第１の方向Ｄ１に対して大きく傾いていることによるものと考えられる。次に、頂部２と頂部２との間は、比較的低温であることを示す薄いハッチングの領域Ｋ４により示されることがわかった。すなわち、頂部２と頂部２との間に配置されている第１の斜面部４と第２の斜面部６との表面は、十分に冷却されていることがわかった。これは、第１の冷却孔７から噴出された圧縮空気Ａ２と第２の冷却孔８から噴出された圧縮空気Ａ２とが干渉しあうことにより、頂部２と頂部２との間に圧縮空気Ａ２が滞留しやすくなるためであると考えられる。これにより、燃焼ガスＡ１が頂部２と頂部２との間に入り込みにくくなり、ライナ本体１の温度上昇が抑制される。その結果、燃焼ガスＡ１は、頂部２と頂部２との間に滞留する比較的温度の低い圧縮空気Ａ２の上方を流れていることがわかった。
【００４３】
さらに、頂部２と頂部２との間に滞留した圧縮空気Ａ２の一部は、下流側の頂部２を超えるように流れている。従って、下流側の頂部２も比較的低温である圧縮空気Ａ２に覆われており、比較的高温である燃焼ガスＡ１に直接に接触しにくくなっている。従って、下流側の頂部２においても十分な冷却効果が得られることがわかった。
【００４４】
＜比較例２、実施例２＞
次に、比較例２のライナ本体１００および実施例２のライナ本体１の冷却効果を別の指標を用いて評価した。比較例２のライナ本体１００の形状は、比較例１のライナ本体１００の形状と同じである。同様に、実施例２のライナ本体１の形状は、実施例１のライナ本体１の形状と同じである。比較例２および実施例２で用いた評価の指標は、フィルム冷却効果である。フィルム冷却効果は、下記式（１）によって定義される。
【数１】
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Ｔｈ：燃焼ガス温度
Ｔｃ：圧縮空気温度
Ｔ（ｘ）：波形開始位置からの距離における第２の方向における平均温度
【００４５】
図９は、波面開始地点から第１の方向Ｄ１に沿ったスパン平均フィルム冷却効果を示すグラフである。横軸は、波面開始位置からの距離を示し、縦軸はフィルム冷却効率を示す。グラフＧ９ａは、実施例２に係るライナ本体１のフィルム冷却効率であり、グラフＧ９ｂは比較例２に係るライナ本体１００のフィルム冷却効率ηである。グラフＧ９ａ、グラフＧ９ｂに示されるように、比較例２のライナ本体１００のフィルム冷却効率ηは、一波長分の領域において最大でも０．３であった。そして、距離が大きくなるにしたがってフィルム冷却効率ηは徐々に増加し、二波長分の領域では最大で０．５程度であることがわかった。一方、実施例２のライナ本体１のフィルム冷却効率ηは、波面開始直後から０．５を上回り、二波長分の領域においておおむね０．５から０．７程度であることがわかった。
【００４６】
つまり、比較例２のライナ本体１００は、下流側へ進むにしたがって徐々にフィルム冷却効率ηが上昇し、実施例２のライナ本体１のフィルム冷却効率ηの値に近づいていく。逆に言えば、比較例２のライナ本体１は、上流側の領域では十分な冷却効率が得られない。一方、実施例２のライナ本体１は、波面開始地点から下流側にわたっておおむね一定のフィルム冷却効率が得られる。従って、実施例２のライナ本体１によれば、比較例２では十分な冷却効率が得られない上流側の領域においても、下流側と同等の冷却効率が得られることがわかった。
【００４７】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、燃焼装置としてジェットエンジン１０を例示した。ライナ本体１が適用可能な燃焼装置は、ジェットエンジン１０に限定されることはない。例えば、燃焼装置として、ボイラや、ガスタービン等が挙げられる。
【００４９】
また、上記実施形態のライナ本体１は、一波長毎に第１の冷却孔７と第２の冷却孔８とを設けていたがこの構成に限定されることはない。第１の冷却孔７は、少なくとも、複数の第１の斜面部４において最も上流側に設けられた第１の斜面部４にのみ設けられていてもよい。また、第２の冷却孔８は、少なくとも、複数の第２の斜面部６において最も上流側に設けられた第２の斜面部６にのみ設けられていてもよい。この構成であっても、最も上流側に設けられた頂部２（すなわち波面開始部）を好適に冷却することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１，１００  ライナ本体
２，１０２  頂部
３，１０３  谷部
４  第１の斜面部
６  第２の斜面部
７，１０７  第１の冷却孔
８，１０８  第２の冷却孔
１０  ジェットエンジン
１１  ファン
１２  圧縮機
１３  燃焼器
１４  タービン
１５ａ  内ハウジング
１５ｂ  外ハウジング
１６  軸部
２１  ケース
２２  燃焼ユニット
２３  開口
３１  隙間
３２  隙間
１００  ライナ本体
Ａ  回転軸
Ａ１  燃焼ガス
Ａ２  圧縮空気
ａ  第１の冷却孔位置
ＡＸ１  軸線
ＡＸ２  軸線
ｂ  第２の冷却孔位置
Ｄ１  第１の方向
Ｄ２  第２の方向
Ｆ１  第１の内径
Ｆ２  第２の内径
Ｇ９ａ  グラフ
Ｇ９ｂ  グラフ
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４  領域
Ｌ  波長
Ｌ１  第１の軸線
Ｌ２  第２の軸線
Ｌ３  第３の軸線
Ｌ４  第４の軸線
ｍ  谷底位置
Ｒ１，Ｒ２  傾き
ｒ，２ｒ  振幅
Ｓ１  第１の長さ
Ｓ４  第２の長さ
Ｓ５  第３の長さ
Ｓ６  第４の長さ
Ｘ１，Ｘ２  速度成分
η  フィルム冷却効率
【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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【図８】
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【図９】
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