(57)【要約】【課題】簡単な構造で、冷却用の圧縮空気を有効に利用して燃焼筒を高い冷却効率で効果的に冷却できるガスタービン燃焼器を提供する。【解決手段】燃焼室(13)を形成する燃焼筒(12)の一部分が外壁(20)と内壁(21)からなる二重壁構造を有し、二重壁構造の上流部にインピンジ冷却領域(43)とその下流側の対流冷却領域(44)とが設定され、少なくともインピンジ冷却領域(43)の外壁(20)に、圧縮機(1) からの圧縮空気(A1)を内壁(21)に向けて導入するインピンジ冷却孔(49)が形成され、対流冷却領域(44)の内壁(21)の外周面に二重壁内の圧縮空気(A1)に乱れを与える乱流生成手段(50A) が設けられ、対流冷却領域(44)の下流端に、二重壁内の空間を下流方向に開口させて、二重壁内の圧縮空気(A1)をフィルム冷却空気(A2)として排出する排出口(51)が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を形成する燃焼筒の一部分が外壁と内壁からなる二重壁構造を有し、
前記二重壁構造の上流部にインピンジ冷却領域とその下流側の対流冷却領域とが設定され、
前記インピンジ冷却領域と対流冷却領域のうちの少なくともインピンジ冷却領域の外壁に、圧縮機からの圧縮空気を前記内壁に向けて導入するインピンジ冷却孔が形成され、
前記対流冷却領域の内壁の外周面に二重壁内の圧縮空気に乱れを与える乱流生成手段が設けられ、
前記対流冷却領域の下流端に、前記二重壁内の空間を下流方向に開口させて、前記二重壁内の圧縮空気をフィルム冷却空気として排出する排出口が設けられているガスタービン燃焼器。
【請求項２】
請求項１において、前記対流冷却領域にある外壁の少なくとも上流部にインピンジ冷却孔が形成されているガスタービン燃焼器。
【請求項３】
請求項１または２において、前記燃焼筒の頭部に、燃料を燃焼室に供給するノズルユニットが取り付けられており、前記燃焼筒における前記頭部を含む上流部に前記二重壁構造が形成されているガスタービン燃焼器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、前記燃焼筒は、前記頭部の下流側に連設された円筒部を有し、前記頭部および円筒部の上流部分に前記インピンジ冷却領域が形成されているガスタービン燃焼器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項において、前記乱流生成手段は前記燃焼筒と同心の環状リブであるガスタービン燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機からの圧縮空気の一部で燃焼筒を冷却する冷却構造を改良したガスタービン燃焼器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンでは、近年、熱効率の向上を図るために、タービン入口の燃焼ガス温度が高く設定される傾向にあるが、火炎温度が高くなると、ＮＯｘの発生量が増加するので、ＮＯX 発生量を低減するために、燃焼用空気量を増大させて火炎温度の上昇を抑制する必要がある。燃焼用空気量を増大させると、圧縮機からの圧縮空気のうちの燃焼筒の冷却用空気として使用する空気量が少なくなるので、その少ない冷却用空気で燃焼筒を効果的に冷却する冷却構造が望まれている。
【０００３】
従来、燃焼筒の冷却構造として、インピンジ冷却、対流冷却、フィルム冷却などが知られている。例えば、これら３つの冷却方法をすべて採用したガスタービン燃焼器も提案されている（特許文献１）。この燃焼器の冷却構造は、燃焼筒が内壁と外壁からなる二重壁構造を有し、外壁のインピンジ冷却孔から二重壁の内部空間に導入した圧縮空気で内壁をインピンジ冷却し、このインピンジ冷却後の圧縮空気を燃焼ガスの流れ方向の上流側に向けて二重壁の内部空間を流動させながら、内壁の外面に形成した突起状部により圧縮空気に乱流を生じさせることにより、圧縮空気による対流熱伝達効率を上昇させ、内壁を対流冷却により効果的に冷却することを狙っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９０６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、さらに、燃焼筒の内壁の下流端近傍にフィルム冷却孔を設け、二重壁の内部空間を燃焼ガスの上流側に向け流れる圧縮空気の一部を、フィルム冷却孔を介して、折り返す形で内壁の内側に導入し，燃焼ガスの下流側に向けて流して内壁の内面をフィルム冷却している。しかしながら、この冷却構造では、二重壁内の圧縮空気の僅かな部分のみがフィルム冷却に利用されるに過ぎないので、燃焼筒の冷却効果が不十分である。
【０００６】
本発明は、安価な構造で、冷却用の圧縮空気を有効に利用して燃焼筒を高い冷却効率で効果的に冷却できるように冷却構造を改良したガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のガスタービン燃焼器は、燃焼室を形成する燃焼筒の一部分が外壁と内壁からなる二重壁構造を有し、前記二重壁構造の上流部にインピンジ冷却領域とその下流側の対流冷却領域とが設定され、少なくとも前記インピンジ冷却領域の外壁に、圧縮機からの圧縮空気を前記内壁に向けて導入するインピンジ冷却孔が形成され、前記対流冷却領域の内壁の外周面に二重壁内の圧縮空気に乱れを与える乱流生成手段が設けられ、前記対流冷却領域の下流端に、前記二重壁内の空間を下流方向に開口させて、前記二重壁内の圧縮空気の全量をフィルム冷却空気として排出する排出口が設けられている。ここで、「上流部」とは、燃焼筒内部の燃焼室内の燃焼ガスの流れ方向に沿った上流部をいう。
【０００８】
このガスタービン燃焼器によれば、二重壁構造の上流部に設けたインピンジ冷却領域の外壁に形成されたインピンジ冷却孔から二重壁内に導入された圧縮空気が内壁に衝突して、内壁をインピンジ冷却する。このインピンジ冷却後の圧縮空気が、インピンジ冷却領域の下流側の対流冷却領域を流動するときに、内壁の外周面に設けた乱流生成手段により圧縮空気に乱流が発生し、この圧縮空気の乱流により内壁から圧縮空気への伝熱が促進されて、圧縮空気による対流冷却によって内壁を効果的に冷却する。二重壁内の圧縮空気はさらに、対流冷却領域の下流端に設けた排出口からフィルム冷却空気として燃焼室内に排出される。このフィルム冷却空気は、インピンジ冷却領域から対流冷却領域に向け流動するにしたがって、インピンジ冷却孔からの流入によって、その流量および流速が共に増大するので、圧縮空気が速い流速で排出口から噴射される。こうして、二重壁内のすべての圧縮空気が高速で内壁の内面に沿って層状に流れるので、内壁が効果的にフィルム冷却される。このように、このガスタービン燃焼器では、冷却用の圧縮空気で内壁をインピンジ冷却および対流冷却したのちに、その圧縮空気のすべてを排出口から噴射して内壁をフィルム冷却するので、冷却用の圧縮空気を有効に利用して、燃焼筒を高い冷却効率で冷却できる。
【０００９】
また、燃焼筒は、外壁にインピンジ冷却孔を設け、かつ内壁の外周面に乱流発生手段、例えばリブを設けるだけであるから、構造が簡単であり、製造コストを低く抑えることができる。
【００１０】
本発明において、前記対流冷却領域にある外壁の少なくとも上流部にインピンジ冷却孔が形成されていることが好ましい。この構成によれば、対流冷却領域の上流部において内壁を、対流冷却に加えてインピンジ冷却することができるので、冷却効果が大きくなる。しかも、インピンジ冷却孔から導入された圧縮空気は、二重壁内を流れる圧縮空気を攪拌するよう作用するので、対流冷却効果が一層促進される。
【００１１】
本発明において、前記燃焼筒の頭部に、燃料を燃焼室に供給するノズルユニットが取り付けられており、前記燃焼筒における前記頭部を含む上流部に前記二重壁構造が形成されていることが好ましい。この構成によれば、燃焼筒の上流部は、頭部のノズルユニットから燃焼室内に噴射された燃料の燃焼により高温になり易いが、この上流部がインピンジ冷却および対流冷却によって効果的に冷却される。
【００１２】
このように燃焼筒における前記頭部を含む上流部に前記二重壁構造が形成された形態において、前記燃焼筒が、その頭部の下流側に連設された円筒部を有し、前記頭部および円筒部の上流部分に前記インピンジ冷却領域が形成されていることが好ましい。この構成によれば、燃焼筒の上流部のうち、特に高温になり易い頭部と円筒部の上流部とに、対流冷却に比べて冷却効率の優れたインピンジ冷却領域を設けることにより、燃焼筒を効果的に冷却することができる。
【００１３】
本発明において、前記乱流生成手段は前記燃焼筒と同心の環状リブとすることができる。この構成によれば、燃焼筒と同心の環状リブは、エッチングにより加工できるのは勿論のこと、機械加工でも容易に形成することができるので、燃焼筒の内壁を安価に製造することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のガスタービン燃焼器によれば、二重壁構造の上流部にインピンジ冷却領域を設けたことにより、この上流部を冷却効率の優れたインピンジ冷却により効果的に冷却することができる。また、インピンジ冷却領域の下流側の対流冷却領域では、インピンジ冷却孔からの流入により圧縮空気の流量が増大するのに伴って、圧縮空気の流速も速くなるが、この圧縮空気に、内壁の外周面の乱流生成手段により乱流を生じさせているので、伝熱が促進されて、効果的な対流冷却がなされる。さらに、二重壁内の対流冷却領域を流動した高速の圧縮空気のすべてが、対流冷却領域の下流端に開口した排出口からフィルム冷却空気として燃焼室内に噴射されるので、内壁を効果的にフィルム冷却することができる。しかも、燃焼筒は、外壁にインピンジ冷却孔を設け、内壁の外周面に乱流発生手段を設けるだけの簡単な構造であるから、製造コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガスタービン燃焼器が適用されるガスタービン設備を示す概略構成図である。
【図２】同上のガスタービン燃焼器を示す縦断面図である。
【図３】同上のガスタービン燃焼器における燃焼筒の要部を示す拡大縦断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態のガスタービン燃焼器における乱流生成手段を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態のガスタービン燃焼器における乱流生成手段を示す斜視図である。
【図８】本発明の第４実施形態のガスタービン燃焼器における乱流生成手段を示す平面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の第５実施形態のガスタービン燃焼器における乱流生成手段を示す平面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態のガスタービン燃焼器における乱流生成手段を示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態のガスタービン燃焼器が使用されるガスタービン設備の概略構成図を示す。同図において、ガスタービンＧＴは、圧縮機１と、燃焼器２と、タービン３とを主な構成要素とし、燃焼器２には、燃料供給装置４と燃料制御装置８とが接続されている。圧縮機１から供給された圧縮空気Ａと、燃料制御装置８を介して燃料供給装置４から供給される燃料Ｆとを燃焼器２で燃焼させ、これにより発生する高温高圧の燃焼ガスＧをタービン３に供給して、このタービン３を駆動する。圧縮機１は回転軸９を介してタービン３により駆動され、このタービン３はまた、減速機１０を介して発電機１１のような負荷を駆動する。燃焼器２には、キャン型、アニュラー型があるが、この実施形態では、キャン型を使用している。なお、本発明はアニュラー型にも適用可能である。
【００１７】
図２は燃焼器２の縦断面図を示し、この燃焼器２は、これに導入される圧縮空気Ａと燃焼ガスＧとが互いに燃焼器２内の逆方向に流れる逆流缶型であり、円筒状のハウジングＨ内に、ほぼ円筒状の燃焼筒１２が収納され、燃焼筒１２の内部に燃焼室１３が形成されている。この燃焼器２は、図１の回転軸９の軸心と同心状の円筒上に複数（例えば６つ）配置されている。ハウジングＨは、ハウジング本体Ｈ１の頭部にハウジングトップＨ２をボルト１４で連結したものであり、ハウジングトップＨ２の先端側となる頭部にはエンドカバー１８がボルト１９により固定されている。
【００１８】
燃焼筒１２は、外壁２０と内壁２１とにより、燃焼ガスＧの流れ方向に沿った上流部が二重壁構造になっている。すなわち、燃焼筒１２は、ノズルユニット（バーナユニット）２８が外側ダクト２８ａを介して取り付けられた頭部１２ａと、その下流側に連設された円筒部１２ｂとを有している。これに対応して、外壁２０は、外側頭部２０ａと外側円筒部２０ｂとを有し，外壁２０と同心状に配置された内壁２１は、内側頭部２１ａと、燃焼筒１２の上流部のみに位置する短い内側円筒部２１ｂとを有している。
【００１９】
外壁２０の外側円筒部２０ｂの上流部分には、径方向外方へ向け突出する環状の支持部材２５が設けられており、この支持部材２５の径方向外端部がハウジング本体Ｈ１の頭部にボルト２２により連結されている。これにより、燃焼筒１２の外壁２０が支持部材２５を介してハウジングＨに支持されている。支持部材２５には円周方向に並んだ複数の空気通過孔が設けられている。外壁２０は、上流側端部でノズルユニット２８の外側ダクト２８ａを支持し、この外側ダクト２８ａが内壁２１を支持している。燃焼筒１２の円筒部１２ｂとこれを覆うハウジング本体Ｈ１との間には、圧縮機１からの圧縮空気Ａを燃焼筒１２の頭部１２ａ、つまり、上流側へ導く環状の空気通路２３が形成されている。ハウジングＨにおけるエンドカバー１８の内側には空気導入室２４が形成されている。
【００２０】
燃焼筒１２の頭部１２ａに取り付けられたノズルユニット２８は、燃料Ｆを燃焼室１３内に直接噴出する部分予混合方式のパイロットノズル２９と、このパイロットノズル２９の外周を囲むようにして、燃料Ｆと圧縮空気Ａを混合して生成した予混合気Ｍを燃焼室１３内に噴出する予混合型のメインノズル３０とを備えている。
【００２１】
メインノズル３０の縦断面Ｌ字状の予混合通路３１の上流端は径方向外向きに開口しており、その開口した環状の空気取入口３１ａの径方向外側に複数のメイン燃料ノズル３２がメインノズル３０の周方向に等間隔で配置されている。メイン燃料ノズル３２における空気取入口３１ａに対向する部分に、複数のメイン燃料噴射孔３２ａが形成されている。メイン燃料ノズル３２の基端はエンドカバー１８に設けたメイン燃料導入口３３に接続されている。前記空気取入口３１ａには複数のスワーラ３４が、燃焼筒１２の軸心Ｃに沿った方向（軸心方向Ｐ）に並んで配置されている。メイン燃料噴射孔３２ａから供給された燃料Ｆは、空気通路２３から空気導入室２４内に導入された圧縮空気Ａの一部とともに、スワーラ３４によって旋回力が付与されながら予混合通路３１に導入され、予混合通路３１内で予混合されたのち、環状の予混合噴出口３８から予混合気Ｍとして燃焼室１３内に噴出される。
【００２２】
パイロットノズル２９に燃料Ｆを送給するパイロット燃料導入口３９およびメイン燃料導入口３３には、図１の燃料供給装置４から燃料制御装置８を介して燃料Ｆが供給される。
【００２３】
図２の外側円筒部２０ｂにおける内側円筒部２１ｂの下流端近傍には、１つまたは複数の点火プラグ４０が、その先端を燃焼室１３内に臨ませて配置されている。点火プラグ４０は、ハウジングＨを貫通してハウジングＨに固定されており、起動時には、パイロットノズル２９から燃焼室１３内に燃料Ｆを噴射して点火プラグ４０による点火により拡散燃焼が行われる。続いて、通常運転時には、メインノズル３０から燃焼室１３内に噴射された予混合気Ｍを燃焼させて、燃焼筒１２の上流部において、第１の燃焼領域Ｓ１を形成させる。また、燃焼筒１２における第１の燃焼領域Ｓ１よりも下流側には、燃焼筒１２の外壁２０の外側円筒部２０ｂを貫通した複数（例えば４つ）の貫通孔４１が周方向に等間隔に設けられている。ハウジングＨにおける各貫通孔４１に対向する部分には、追焚きバーナ４２が取り付けられて、その先端部を、貫通孔４１を通して燃焼室１３内に臨ませている。こうして、追焚きバーナ４２から噴射される燃料Ｆにより、第１の燃焼領域Ｓ１の下流側に第２の燃焼領域Ｓ２が形成される。
【００２４】
図３に示すように、燃焼筒１２の頭部１２ａを含む上流部は、外壁２０と内壁２１とが所定の間隙を存し相対向して配置された二重壁構造になっている。この二重壁構造において、外壁２０の頭部１２ａと円筒部１２ｂの上流端部分とにインピンジ冷却領域４３が設定され、このインピンジ冷却領域４３の下流側に対流冷却領域４４が設定されている。つまり、燃焼筒１２の前記上流部は、インピンジ冷却領域４３と対流冷却領域４４とからなる。対流冷却領域４４の下流側の外壁２０にフィルム冷却領域４８が設定されている。インピンジ冷却領域４３における外壁２０には、圧縮空気Ａを冷却空気Ａ１として内壁２１に向けて二重壁内に導入する複数のインピンジ冷却孔４９が等間隔で形成されている。
【００２５】
対流冷却領域４４では、内壁２１におけるインピンジ冷却領域４３の下流側の外周面に、二重壁内を流れる冷却空気Ａ１に乱れを与える乱流生成手段５０Ａが設けられている。乱流生成手段５０Ａは、内壁２１の周方向に延びる環状リブを等間隔に、かつ互いに平行に複数形成した構成としている。なお、この実施形態では、外壁２０における対流冷却領域４４の全体にインピンジ冷却孔４９を形成した場合を例示しているが、対流冷却領域４４におけるインピンジ冷却を効果的に得られる上流部のみにインピンジ冷却孔４９を設けるだけでもよい。
【００２６】
フィルム冷却領域４８は、内壁２１の下流端に合致する対流冷却領域４４の下流端に、二重壁内の空間を下流方向に開口させる排出口５１を設けることで設定されている。排出口５１からは、内壁２１が無孔であることから、二重壁内の空間を下流側に向け流れてきた冷却空気Ａ１のすべてが、フィルム冷却空気Ａ２として燃焼室１３内の外壁２０の内周面に沿った方向に排出される。なお、図２では図示を省略したが、図３の外壁２０の円筒部１２ａにおける対流冷却領域４４よりも下流側の外周面の全体に、小さな多数の乱れ発生用リブ２０ｅが一体形成されている。この乱れ発生用リブ２０ｅは、空気通路２３を通る圧縮空気Ａによる外壁２０の対流冷却部を促進する効果もある。
【００２７】
二重壁内の空間における外壁２０の頭部１２ａと円筒部１２ａの上流端近傍および内壁２１の下流端にそれぞれ対応する３箇所にスペーサー５２，５３，５３が配設されている。これらスペーサー５２，５３，５３は、外壁２０と内壁２１間の間隔を確保している。図３のIV−IV線断面図である図４に示すように、スペーサー５３は、板材に周方向に並ぶ多数の凹凸を直接形成した環状の部材である。外壁２０と内壁２１とスペーサー５３との間に、冷却空気Ａ１の排出口５１が形成されている。外壁２０の頭部１２ａに設けられるスペーサー５２は、図３のＶ−Ｖ線断面図である図５に示すように、１つの凸部５２ａとこの周方向両側の２つの凹部５２ｂとを有する短い部材であり、このスペーサー５２が複数個（例えば６個）、周方向に並べて設けられる。
【００２８】
この実施形態のガスタービン燃焼器２は、図３に示す燃焼筒１２の上流部に設けたインピンジ冷却領域４３の外壁２０に形成されたインピンジ冷却孔４９から二重壁内に導入された冷却空気Ａ１が内壁２１に衝突して、内壁２１をインピンジ冷却する。このインピンジ冷却後の冷却空気Ａ１が下流側の対流冷却領域４４の二重壁内を流動するときに、内壁２１の外周面に設けた乱流生成手段５０Ａにより冷却空気Ａ１に乱流が生じ、この冷却空気Ａ１の乱流によって内壁２１から冷却空気Ａ１への伝熱が促進されて、冷却空気Ａ１による対流冷却効果が向上する。
【００２９】
対流冷却領域４４では、外壁２０に設けたインピンジ冷却孔４９から導入される冷却空気Ａ１が内壁２１に衝突することで、対流冷却に加えてインピンジ冷却も行われるので、冷却効果がさらに向上する。特に、対流冷却領域４４の上流部では、インピンジ冷却領域４３から流動してきた冷却空気Ａ１の流量がさほど多くないのに伴って流速も比較的遅いので、対流冷却領域４４における外壁２０の上流部のインピンジ冷却孔４９から二重壁内に導入される圧縮空気Ａは、二重壁内の空間を流れる冷却空気Ａ１によるクロスフローの干渉をさほど受けることなく、内壁２１に衝突する。したがって、対流冷却領域４４の少なくとも上流部では、インピンジ冷却が効果的になされる。
【００３０】
さらに、対流冷却領域４４の全体、特に下流部では、外壁２０のインピンジ冷却孔４９から二重壁内に導入される圧縮空気Ａが、乱流生成手段５０Ａによって乱流が発生した冷却空気Ａ１を攪拌するので、対流冷却による冷却効果が一層向上する。
【００３１】
したがって、この実施形態のガスタービン燃焼器２では、図２の燃焼室１３における特に高温の第１の燃焼領域Ｓ１が形成される上流部に対応する内壁２１を、冷却効果の優れたインピンジ冷却に加えて、対流冷却によっても効果的、かつ効率的に冷却することができるので、燃焼筒１２の所期の寿命を確保できる。
【００３２】
さらに、二重壁内の冷却空気Ａ１は、図３のインピンジ冷却領域４３から対流冷却領域４４に向け流動するにしたがって流量および流速が共に増大した状態で、対流冷却領域４４の下流端に設けた、二重壁内の空間を下流方向に開口させる排出口５１から、燃焼室１３内にフィルム冷却空気Ａ２として排出される。この大量のフィルム冷却空気Ａ２は、速い流速で外壁２０の内面に沿って層状に流れることにより、図２の第１および第２の燃焼領域Ｓ１，Ｓ２の高温の燃焼ガスＧが内壁２１に接触するのを防止するように作用して、外壁２０を効果的にフィルム冷却する。特に、このガスタービン燃焼器２では、内壁２１が無孔であり、かつ、図３の対流冷却領域４４にある外壁２０の全体にインピンジ冷却孔４９を設けているから、二重壁内の空間に多量の冷却空気Ａ１が導入されるので、この多量の冷却空気Ａ１のすべてがフィルム冷却空気Ａ２として有効に利用されることにより、燃焼筒１２の外壁２０を高い冷却効率でフィルム冷却することができる。
【００３３】
しかも、燃焼筒１２は、外壁２０にインピンジ冷却孔４９を設け、無孔の内壁２１の外周面に、エッチングまたは機械加工により容易に形成できる環状リブからなる乱流生成手段５０Ａを設けるだけであるので、一般的な燃焼筒に小さなフィルム冷却孔を多数形成する構造や、燃焼筒の軸心方向に沿って分割した複数の内壁および外壁を重ね合わせて連結する構造に比べて簡単な構造となり、安価に製造することができる。
【００３４】
前記実施形態では、二重壁内の冷却空気Ａ１に乱れを与えるための乱流生成手段５０Ａとして環状リブを設ける場合を例示したが、乱流生成手段５０Ａは環状リブに限られない。例えば、図６に示すような乱流生成手段５０Ｂを設けてよい。この乱流生成手段５０Ｂは、燃焼筒１２の内壁２１の外周面から突出した６つのリブ５８Ａ，５８Ｂからなる正六角形のセル５９が連続して多数配置されたハニカム構造になっている。この乱流生成手段５０Ｂでは、冷却空気Ａ１が、これの流れ方向に対し斜めのリブ５８Ｂを乗り越える際に旋回流５５が発生し、この旋回流５５により冷却空気Ａ１が攪拌されて、内壁２１から冷却空気Ａ１への熱伝達が効率的に行われることにより、内壁２１の対流冷却効果が一層向上する。
【００３５】
また、図７に示すような乱流発生手段５０Ｃを設けてもよい。この乱流発生手段５０Ｃは、燃焼筒１２（図２）の内壁２１の外周面に、図６の乱流発生手段５０Ｂと同様の正六角形のセル５９が連続して多数配置されたハニカム構造が設けられているとともに、各セル５９の中央部に、リブ５８Ａ，５８Ｂの高さと同一の高さを有する円柱形の独立リブ６０を立設したものである。この乱流発生手段５０Ｃは、図５で説明したと同様の効果が得られるのに加えて、セル５９の中央部において、独立リブ６０の後方で圧縮空気Ａの渦流５６が発生し、この渦流５６により冷却空気Ａ１の攪拌が行われるので、内壁２１が場所的に均等に冷却される利点がある。
【００３６】
さらに、図８に示すような乱流発生手段５０Ｄを設けてよい。この乱流発生手段５０Ｄは、四つのリブ６１で囲まれた平面視で菱形のセル６２を連続させたハニカム構造になっており、菱形の４つの辺を形成するリブ６１はいずれも冷却空気Ａ１の流れ方向に対して斜めに交差した配置になっているので、すべてのリブ６１によって冷却空気Ａ１に旋回流が発生して、冷却空気Ａ１が十分に攪拌されるので、内壁２１が効率的に冷却される。
【００３７】
さらにまた、図９（ａ）（ｂ）に示すような乱流発生手段５０Ｅ，５０Ｆを設けてもよい。図９（ａ）の乱流発生手段５０Ｅは、四つのリブ６３で囲まれた平面視で平行四辺形のセル６４を連続させたハニカム構造になっており、各セル６４は、燃焼筒１２（図２）の周方向Ｒに隣接するもの同士が、冷却空気Ａ１の流れ方向に対して逆方向に傾斜しており、かつ燃焼筒１２（図２）の軸心方向Ｐに沿って所定ピッチずれて配列されている。図９（ｂ）に示す乱流発生手段５０Ｆも同様に、四つのリブ６８で囲まれた平行四辺形のセル６９を連続させたハニカム構造になっているが、図９（ａ）の乱流発生手段５０Ｅとは異なり、各セル６９は、燃焼筒１２（図２）の周方向Ｒに隣接するもの同士が、燃焼筒１２（図２）の軸心方向Ｐに沿って同一位置に配置されており、この軸心方向Ｐに沿った配列ピッチがずれていない。これら乱流発生手段５０Ｅ，５０Ｆにおいても、各セル６４，６９における冷却空気Ａ１の流れ方向に対し斜めに交差した各二つのリブ６３，６８によって冷却空気Ａ１に旋回流が発生し、冷却空気Ａ１が十分に攪拌される。
【００３８】
さらに、図１０に示すような乱流発生手段５０Ｇを設けてよい。この乱流発生手段５０Ｇは、三つのリブ７０Ａ，７０Ｂで囲まれた正三角形のセル７１を連続させたハニカム構造になっており、各三角形の１辺が冷却空気Ａ１の流れ方向に沿って延びた平行リブ７０Ａにより形成され、他の２辺が斜めリブ７０Ｂにより形成されている。なお、正三角形以外の三角形状でもよい。三角形はいずれの向きに配置しても、少なくとも１つの辺は、冷却空気Ａ１の流れ方向に対して９０°未満の角度で交差する。これにより、少なくとも１つの辺が冷却空気Ａ１に旋回流を発生させることで、対流冷却効果が向上する。
【００３９】
本発明は、以上の各実施形態で示した内容に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１  圧縮機
１２  燃焼筒
１２ａ  頭部
１２ｂ  円筒部
１３  燃焼室
２０  外壁
２１  内壁
２８  ノズルユニット
４３  インピンジ冷却領域
４４  対流冷却領域
４９  インピンジ冷却孔
５０Ａ  乱流生成手段（環状リブ）
５０Ｂ〜５０Ｇ  乱流生成手段
５１  排出口
Ａ  圧縮空気
Ａ２  フィルム冷却空気
【図１】
2011001868.tif 000003
【図２】
2011001868.tif 000004
【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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【図１０】
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