JP2003336845A

JP2003336845A - 遮熱パネル

Info

Publication number: JP2003336845A
Application number: JP2003138658A
Authority: JP
Inventors: Monica Pacheco-Tougas; パチェコ−トゥガスモニカ; Joseph D Coughlan Iii; ディーコグランサードジョセフ; James B Hoke; ビー．ホークジェイムズ; Alan J Goetschius; ジェイ．ゴースキウスアラン
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2003-11-28
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: EP1363075A2; JP3954525B2; US20030213250A1; JP2006292362A; DE60336954D1; EP2322857A1; EP2282121A1; EP1363075A3; US7093439B2; EP1363075B1; EP2282121B1; EP2322857B1

Abstract

(57)【要約】【課題】効果的な冷却を提供するガスタービンエンジ
ン燃焼器用の遮熱パネルを提供する。【解決手段】ガスタービンエンジン用の燃焼器に用い
られる遮熱パネル（前部遮熱パネル）１８，２２は、高
温側部および低温側部を有し、低温側部に少なくとも１
つの独立した冷却チャンバ５６を有する。各冷却チャン
バ５６は空気などの冷媒を低温側部から高温側部に流れ
させるための複数の膜冷却孔３２を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般的にはガスター
ビンエンジン用の燃焼器に関し、特にガスタービンの二
重壁式の燃焼器に用いられる遮熱パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンエンジンの燃焼器は、一般
的に、長期間にわたって高い熱負荷を受ける。これに伴
う熱応力を軽減するために、燃焼器の壁を冷却すること
が知られている。冷却は燃焼器構成部品の使用可能時間
を延ばし、これによってエンジン全体の信頼性が向上す
る。

【０００３】冷却の一つの態様において、燃焼器は、複
数の重なり合う壁セグメントを含んでもよく、各壁セグ
メントはその前端部が燃焼器の外部を通過する冷却空気
を捕捉する位置になるように、順次配置される。前端部
は冷却空気を壁セグメントの内側、あるいは高温側部に
向けて偏向させ、これによりセグメントの内側に膜冷却
（境膜冷却、フィルム冷却）が提供される。このような
冷却構造の１つの欠点は、必要なハードウェアが多くの
部品を含むことである。ガスタービンエンジンの部品数
を減らすことは、コストの面だけでなく、安全性や信頼
性の点からも大きな価値がある。特に、タービンや圧縮
機のような内部部品はエンジンを通過する空気流により
持ち込まれる異物によって損傷を受けやすい。

【０００４】上記した冷却構造の他の欠点は、部品が多
いことによってエンジンの全体重量が増えることであ
る。重量はガスタービンエンジンの全ての部品において
重要な設計要因であり、削れるところで重量を削って重
量低減化を図ることは大きな利点がある。

【０００５】他の冷却構造においては、特定の距離で隔
てられた外側壁と内側壁を有する二重壁構造が用いられ
ている。冷却用空気は外側壁の孔を通過した後さらに内
側壁の孔を通過し、最終的に燃焼室に流入する。重なり
合う壁セグメントの構造と比較して、二重壁構造の利点
は、組み立てられた二重壁構造が構造的に強いというこ
とである。しかしながら、二重壁構造の欠点は、熱蓄積
に対して十分に対策を取らなければならないことであ
る。すなわち、燃焼器の熱負荷は不均一になりやすい。
結果として燃焼器の異なる部分が異なる大きさの熱蓄
積、応力および歪みを受けることになる。燃焼器の設計
において不均一な熱蓄積、応力および歪みに対応してい
ないと、燃焼器の使用可能時間つまり有効寿命に悪影響
が生じる。

【０００６】多くの燃焼器においては同様に、ベーンの
頭部波（先頭波）によって燃焼器に損傷が生じるという
問題がある。このベーン頭部波に対する対策を採らない
と同様に燃焼器の寿命が短くなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、有効ないし効果的な冷却を行えるガスタービンエン
ジン燃焼器用遮熱パネル（熱シールド用パネル）を提供
することにある。本発明の他の目的は、供用時間つまり
耐用年数が長い、改良された燃焼器を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の各目的は本発明に
よって達成される。本発明の第１の態様によれば、ガス
タービンエンジン用燃焼器に用いられる遮熱パネルまた
はライナーが提供される。遮熱パネルは、概略的には、
高温側部と低温側部とを有し、低温側部に複数の冷却チ
ャンバを有している。各冷却チャンバは、冷媒を低温側
部から高温側部へ流出させるための複数の膜冷却孔を有
している。遮熱パネルの低温側部はまた、前部境界壁、
後部境界壁、および前部境界壁と後部境界壁との間に延
在する複数の内部レールを有している。複数の冷却用の
チャンバつまり冷却チャンバ（冷却室）が、前部境界壁
および後部境界壁と、側壁と、内部レールとにより形成
される。低温側部はまた、複数の側部壁を有している。
複数の冷却チャンバが前部および後部境界壁と、側部壁
と、内部レールとで形成されている。

【０００９】本明細書において説明される遮熱パネル
は、前部遮熱パネルと後部遮熱パネルである。前部遮熱
パネルの第１の実施形態において、前部壁は、前部壁セ
グメントで形成される。前部遮熱パネルの第２の実施形
態において、前部壁は、パネルの縁部を越えて流れる冷
却空気流を調量つまり計量するための手段で形成され
る。調量手段は、好ましくは、間隔を置いた（離間し
た）複数のピンによって形成される。後部遮熱パネルの
第１の実施形態において、後部境界は後部壁で形成され
る。後部遮熱パネルの第２の実施形態において、後部境
界はパネルの縁部を越えて流れる冷却空気流を調量つま
り計量するための手段で形成される。調量手段は、好ま
しくは、複数のピンのアレイ（行列ないし配列）を有し
てなる。

【００１０】本発明はまた、ガスタービンエンジン用燃
焼器に関する。この燃焼器は、概略的には、外側サポー
トシェル（外側支持シェル）および内側サポートシェル
（内側支持シェル）を有し、これらシェルは一緒に燃焼
室を形成する。燃焼器はさらに、内側サポートシェルお
よび外側サポートシェルに取り付けられた前部遮熱パネ
ルの列（アレイ）と、内側サポートシェルおよび外側サ
ポートシェルに取り付けられた後部遮熱パネルの列（ア
レイ）とを有している。前部遮熱パネルはそれぞれ、空
気を燃焼室に通過させるための複数の希釈孔を有してい
る。後部遮熱パネルはそれぞれ複数のレールを有してい
る。各後部遮熱パネルは隣接する前部遮熱パネルに関し
てオフセットつまりずれており、これにより、各レール
は希釈孔の１つと整列されている。

【００１１】本発明のさらに他の実施例によれば、遮熱
パネルは少なくとも１つの室と、遮熱パネルを通過する
冷却孔の第１のセットと、遮熱パネルを通過する冷却孔
の第２のセットとを有している。冷却孔の第１のセット
は、冷却孔の第２のセットとは異なる方向を有してい
る。

【００１２】本発明のガスタービン用燃焼器のその他の
詳細、及びその他の目的並びにそれに伴う利点は、以下
の詳細な説明および添付図面に示されている。添付図面
において、類似の参照符号は類似の要素を表している。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１を参照して、ガスタービンエ
ンジン用の燃焼器１０は、半径方向外側のサポートシェ
ル１２と、半径方向内側のサポートシェル１４とを有し
ている。サポートシェル１２および１４は環状の燃焼室
１６を画定ないし規定している。燃焼室は、燃焼室にお
いて空気が平均的に流れる方向である、平均燃焼室空気
流れ方向Ｍを有している。

【００１４】遮熱パネルないしライナーは、内側および
外側サポートシェル１４および１２の高温側部を覆って
いる。前部遮熱パネル１８のアレイおよび後部遮熱パネ
ル２０のアレイが外側サポートシェル１２の高温側部を
覆っており、また前部遮熱パネル２２のアレイおよび後
部遮熱パネル２４のアレイが内側サポートシェル１４の
高温側部を覆っている。ナット２６およびボルト２８
が、各遮熱パネル１８、２０、２２、および２４を、対
応する内側および外側のサポートシェル１４および１２
に結合するために使用される。

【００１５】図２に示した通り、インピンジメント冷却
孔３０は、各内側および外側サポートシェル１４および
１２を貫通しており、空気などの冷媒を内側および外側
サポートシェル１４および１２、および対応する遮熱パ
ネル１８、２０、２２、および２４の間の空間に導入す
る。膜冷却孔３２は、各遮熱パネル１８、２０、２２、
および２４を貫通しており、冷却空気をパネルの低温側
部３１からパネルの高温側部３３に通過させ、これによ
り、各パネルの高温側部３３の上面に冷却空気膜の生成
が促進される。図３において、前部外側遮熱パネル１８
の冷却孔３２を通過する冷却空気流の大部分が第１の流
れ方向Ａを有するのに対し、前部内側遮熱パネル２２の
冷却孔３２を通過する冷却空気流の大部分は第２の流れ
方向Ｂを有しており、この流れ方向は第１の流れ方向Ａ
とは異なることが示されている。

【００１６】次に図４を参照して、各前部パネル１８お
よび２２の低温側部には、パネルの後縁部３８の近傍に
円周方向に配置された主希釈孔３４および副希釈孔３６
がある。隆起したリム４０が各主希釈孔３４を囲繞ない
し取り囲んでおり、隆起したリム４２が各副希釈孔３６
を囲繞ないし取り囲んでいる。完全に組み立てられた燃
焼器において、対向ないし向かい合うパネルの主希釈孔
３４および副希釈孔３６は、半径方向で互いに対向ない
し向かい合っている。

【００１７】各前部遮熱パネル１８および２２はさら
に、前部壁セグメント４４、側部壁セグメント４６、お
よび後部壁セグメント４８により形成される周辺部境界
壁４３を有している。これらのセグメントで形成される
周辺部境界壁４３は、半径方向に延在ないし伸びてサポ
ートシェル１２または１４と接触する。各前部遮熱パネ
ル１８および２２は、好ましくは約４０度の円弧をな
す。

【００１８】図４から明らかなように、各遮熱パネル１
８および２２は複数の内部レールないしリブ５０を含ん
でおり、これは軸方向に前部周辺部壁セグメント４４か
ら後部周辺部壁セグメント４８に延在ないし伸びてい
る。通常は、各レール５０と整列される２つの取付用ポ
スト５２と、各側部周辺部壁セグメント４６に隣接して
位置する２つの追加の取付用ポスト５４が備えられる。
レール５０は周辺部壁セグメント４４、４６、４８と同
じ半径方向の高さを有している。レール５０は周辺部壁
セグメント４４、４６、４８と共に、複数の円周方向に
並ぶ独立の冷却チャンバ５６を画定ないし規定してい
る。またレール５０は前部遮熱パネル１８および２２に
構造的支持を提供する。

【００１９】独立の冷却チャンバ５６を形成すること
は、冷却チャンバ５６がパネル１８および２２の全面に
わたって均一な冷却空気の分布を与える点において有利
である。即ち、軸方向の内部レール５０、および周辺部
壁セグメント４４、４６、および４８で形成される各パ
ネルセクションに別れていることで、最適な圧力降下が
保たれる。この圧力降下によって冷却空気がそれぞれの
遮熱パネル１８および２２の各セクションの膜冷却孔３
２に押し込まれ、このため、それぞれの遮熱パネル１８
および２２が、膜冷却孔３２による熱伝達および均一な
膜流によって最適に冷却される。

【００２０】仮に遮熱パネルがパネルの他の部分に較べ
て広い開放された部分のある領域を有する場合、この部
分は流れに対する抵抗が小さいので、突破口すなわち吹
き抜けが生じて冷媒が優先的にこの広い部分を通って流
れる。この場合はこの部分から遠い膜冷却孔は冷媒が不
足し、また空洞中で広い開放された部分に向かって流れ
る空気の交差流が、その軌跡において衝突噴流とぶつか
ってその冷却効果を低減させてしまう。この２つの現象
の組み合わせによってパネルの金属温度の上昇が起こ
る。この問題は本発明の前部遮熱パネル１８および２
２、および独立の冷却チャンバ５６の形成によって回避
される。もし遮熱パネル１８および２２の一つで大きな
吹き抜けが起こっても、金属温度の上昇は吹き抜けが生
じている当該の冷却チャンバ５６に限定され、他の冷却
チャンバ５６は設計温度で作動するので、遮熱パネル全
体は安全にその位置に留まる。上記の説明からわかるよ
うに、前部遮熱パネルに本発明のような独立ないし別々
の冷却チャンバ５６が備わっていない場合、遮熱パネル
の広い部分のどこかで温度上昇が起こり、それが遮熱パ
ネル全体に拡大する。このような状況では、取付用ポス
トが失われたときにパネルまたはその一部が外れること
は避けられない。タービンモジュールが破裂または焼損
によって損傷した場合、エンジン発火の危険性が高い。
独立の冷却チャンバ５６を有する前部遮熱パネル１８お
よび２２ではこの問題は避けられる。

【００２１】次に図６を参照して、各々の前部遮熱パネ
ル１８および２２には特に重要な２つの領域がある。す
なわち希釈孔３４の前側の領域８２、および希釈孔３４
の近傍の領域８４である。前側の領域８２の冷却孔３２
は、図３に示したように、燃焼ガスの局所的旋回方向と
一致する方向を有している。前部外側遮熱パネル１８の
近傍における一般的な旋回方向は、前部内側遮熱パネル
２２の近傍における旋回方向と反対である。各燃料噴射
器（フューエルインジェクター）８６および各燃料噴射
器ガイド（フューエルインジェクターガイド）８８から
流出する気流が、旋回方向を決定する。従って、次の段
落において注記する場所以外は、外側前部遮熱パネル１
８の膜冷却孔３２は全て円周方向に対して正の方向に傾
いた方向（つまり円周方向に対して正の傾きを有する方
向）を有し、内側前部遮熱パネル２２の膜冷却孔３２は
すべて円周方向に対して負の方向に傾いた方向（つまり
円周方向に対して負の傾きを有する方向、）を有する。
これは図３から明らかである。任意のパネル１８または
２２の膜冷却孔３２は、後部遮熱パネル２０および２４
の場合と異なり、冷却チャンバ中心線のどちら側におい
ても正の方向と負の方向の混合を有していない。

【００２２】遮熱パネル１８および２２について上述し
た冷却孔の方向の一つの例外は、軸方向に伸びるレール
５０および取付用ポスト５２の近傍で生じる。図６およ
び図７に示されるように、各レール５０の両側の冷却孔
３２の方向は対応するレール５０の方に向かっている。
また、各取付用ポスト５２の近傍の冷却孔３２は冷却空
気が取付用ポスト５２に向かって流れるような方向が付
けられている。冷却孔３２は局所的に逆向きになってお
り、これにより膜冷却空気はレール５０およびポスト５
２のフットプリント（これら部材が占める面積や形状）
に向かうように、またそれを越えるように方向付け（指
向）される。これはレールおよびポストのフットプリン
トの冷却を良くするためである。

【００２３】図６および図７に示した通り、希釈孔３４
の近傍では、膜冷却孔３２の密度、および図２に示され
る衝突冷却孔３０の密度が、領域８２と比較して増加さ
れている。また、各希釈孔３４の近傍では、冷却孔３２
は、対応する希釈孔３４の方に向けられている。これ
は、インジェクター８６からのスプレー円錐およびそれ
が同伴する高温ガスがその直径を増して遮熱パネル１８
および２２に吹き付ける領域において、パネルからの熱
除去を増加させるためである。加えて、燃料噴射器から
の気流と希釈噴流との相互作用によって希釈孔のまわり
で高速、高乱流度の流れと渦が生じ、これが膜冷却の効
果を低減させる。この２つの要因がどちらもパネル上の
局所的な熱負荷を増加させる。従って、パネルを適切に
冷却するために、インピンジメント冷却孔および膜冷却
孔３０および３２からのより多くの冷却空気が必要にな
る。図７から明らかなように、希釈孔３４の近傍では膜
冷却孔３２はファンのような形に配置されている。この
ように遮熱パネル１８または２２のその他の部分の膜冷
却孔３２の方向から偏向させることで、希釈孔３４また
は３６の隆起したリム４０および４２のフットプリント
上に膜冷却空気を直接に噴射することが可能になる。も
し遮熱パネルの前部領域の膜冷却孔の方向を一方向に揃
えるならば、希釈孔３４または３６の隆起したリムのフ
ットプリント４０または４２の半分は冷却膜が得られな
い。上述のようにパネルのこの領域は熱負荷が高いの
で、冷却されないパネルの部分があることは極めて望ま
しくない。

【００２４】次に図５を参照して、各後部遮熱パネル２
０および２４はその低温側部に、前部壁セグメント５８
と側部壁セグメント６０とで形成される周辺部境界壁を
有している。各々の遮熱パネル２０および２４はまた、
一方の側部壁セグメント６０から反対側の側部壁セグメ
ント６０に延在する後部レール６２と、前部壁セグメン
ト５８と後部レール６２の間に延在する複数の内部レー
ル６４を有している。２つの取付用ポスト６６は通常、
各々の内部レール６４と整列しており、２つの取付用ポ
スト６８が各々の側部壁セグメント６０に隣接して位置
している。前部遮熱パネルの場合と同様に、周辺部壁セ
グメント５８および６０、後部レール６２、および内部
レール６４は複数の円周方向に並ぶ独立の冷却チャンバ
７０を画定ないし規定する。

【００２５】図６および図９から明らかなように、各々
の後部遮熱パネル２０、２４は対応する隣接の前部遮熱
パネル１８、２２に関して、各々の内部レール６４が円
周方向で主希釈孔３４と整列するように配置される。よ
り基本的には、レール６４は半径方向で対向するライナ
ーパネルの主希釈孔３４、従って主希釈孔３４から導入
される主希釈空気の噴流とは円周方向にずらされてい
る。

【００２６】図６に示された、このような配列の利点
は、各レール６４および各取付用ポスト６６のフットプ
リントが本質的に冷却困難であることから生じる。これ
らのフットプリントの冷却が困難であることは２つの理
由による。第１にレール６４およびポスト６６は上記の
ように独立の冷却チャンバ７０を規定するためにサポー
トシェル１２、１４と接触しているので、これらに対し
て冷却空気を効果的に衝突させることができない。第２
に、レール６４とポスト６６は円周方向にかなりの距離
を占めるので、これらにまったく近接して位置し、フッ
トプリントに向かって冷却膜を放出するように方向付け
ないし指向された膜冷却孔を用いても、フットプリント
上に効果的な冷却膜を形成することは困難である。もし
フットプリントが半径方向で対向する遮熱パネルの主希
釈孔３４と整列するならば、このようなフットプリント
の効果的な冷却の困難性がますます増加する。これは、
主希釈噴流は円環を横切って侵入して半径方向で対向す
る遮熱パネルを掃気するからである。この掃気効果によ
って半径方向で対向する遮熱パネル上の冷却膜の冷却効
果が低下したり、あるいはさらに半径方向で対向する遮
熱パネル上の冷却膜がまったく吹き払われて、遮熱パネ
ルが希釈噴流の高温の化学量論的剪断層に対して露出さ
れてしまう可能性がある。これに対して副希釈孔３６か
ら流出する副希釈噴流は円環を完全に横切っては侵入し
ない。よって、レールのフットプリントを、従って取付
用ポスト６６を半径方向で対向する副希釈孔３６に整列
させ、あるいは少なくともフットプリントを主希釈孔３
４と整列させないことは、有利である。

【００２７】図６および図８に示したように、各後部遮
熱パネル２０および２４は、各冷却チャンバ７０の近傍
に、軸方向に延在ないし伸びるジグザグ状（千鳥形）の
線つまりジグザグ線７２を有しており、これは円周方向
で内部レール６４および／または各冷却チャンバ７０の
側部境界を形成する側部壁セグメント６０の中間に位置
する。各ジグザグ線７２の両側の膜冷却孔３２は斜めの
方向を向いており、かくして膜冷却孔３２から流出する
冷却膜はジグザグ線７２の同じ側のレールまたは壁セグ
メントのフットプリントに向かうような円周方向の方向
成分を有する。すなわち各ジグザグ線７２の側７４の孔
３２は正の方向を有し、ジグザグ線７２の他の側７６の
孔３２は負の方向を有する。結果として生じる円周方向
の方向成分によって冷却膜がレールおよび取付用ポスト
のフットプリント上を流れ、レールおよびポストの冷却
を助ける。ジグザグ線７２は膜冷却孔の方向変化が冷却
孔３２の列ごとに円周方向に数度ずつ異なることによっ
て定義される。こうすることで、冷却膜の被覆を持たな
い部分の面積が最小限度に抑えられる。もし膜冷却孔３
２の各列中の円周方向同位置、例えば各冷却チャンバ７
０の中心線の位置における膜冷却孔方向の変化を一定に
するならば、パネル上に冷却膜の被覆を持たない明瞭な
軸方向の帯が生じるであろう。これがこの部分の金属温
度をフルライフ用燃焼器に要求されるレベル以上に上昇
させることが実証されている。遮熱パネル２０、２４に
おいて膜冷却孔３２に正および負の方向を与えることの
もう１つの利点は、それが後部遮熱パネル２０および２
４の直前で燃焼室１６に入る主希釈噴流の下流側の膜を
保存するのに寄与することである。伴流渦または旋風に
似た渦が横から流れに入る噴流の下流に生じる。このよ
うな渦は壁から出ていく噴流が壁から離れた後に、交差
流との境界層に発生する。希釈空気噴流の周囲および後
部に注入された冷却膜は、これらの伴流渦の一部となっ
てパネル表面から剥ぎ取られる。冷却膜が剥ぎ取られた
部分は、冷却膜が提供するべき高温燃焼ガスに対する保
護が欠如するために、金属温度の上昇が起こる。後部遮
熱パネル２０および２４の希釈噴流以降の膜冷却孔３２
の円周方向に対する方向によってこれらの伴流渦が強化
され、あるいは除去される。膜冷却孔が円周方向に対し
てエンジン中心線に関して傾いている場合は、希釈噴流
のすぐ下流でパネル温度が高くなり、さらにその下流で
金属温度の高い部分が斑状に生じる。この斑状が円周方
向に対する膜冷却孔の方向に従うという事実は、噴流の
両側の伴流渦が表面から冷却膜を剥ぎ取ると同時に膜冷
却孔の方向と同じ回転方向を有することを示している。
これに対して、本発明の膜冷却孔のように、膜冷却孔３
２が希釈噴流以降で円周方向に対して希釈の対称平面７
８に向かって傾いている場合は、金属温度の上昇は起こ
らず、希釈噴流の下流での膜冷却効果に対する影響もな
い。横方向の噴流以降で冷却膜を反対向きの斜め方向に
注入することは、伴流渦の形成を防止する。

【００２８】各後部遮熱パネル２０、２４には、膜冷却
孔３２が上述のように円周方向に対して傾いていない唯
一の局所的領域がある。上流側の周辺部壁セグメント５
８の近傍の孔３２は９０度の方向を向いており、従って
これらの孔からは冷却膜が円周方向に流出する。これに
は２つの理由がある。第１に膜冷却孔はパネルの低温側
部からではなく高温側部から衝撃穿孔される。このよう
な穿孔方向は、図１０に示されるようにラッパ型の孔３
２’を与えるので好ましい。ラッパ型の孔３２’はパネ
ル２０、２４の低温側部３１に比較的小さな直径を有し
ており、パネル２０、２４の高温側部３３に比較的大き
な直径を有している。このように高温側部３３が比較的
大きな直径を有することは、これによって冷却膜が高温
側部の表面に吸着して拡散し、燃焼室１６の内部に侵入
しないので望ましい。９０度の方向はまた、孔３２’を
形成する過程でのパネルへの構造的損傷を避けるのにも
役立つ。第２に９０度の角度とすることで、連続する孔
列の間の軸方向の距離を比較的小さくし、かつ最初の列
を周辺部壁セグメント５８に極めて近接して位置させる
ことができる。このことがまた、冷却膜がまだ形成され
ておらず、レール上の衝突冷却も不可能な、パネル２０
および２４のこの重要な領域において、熱伝導による熱
除去を増加させる。

【００２９】パネル２０および２４の別の実施形態にお
いて、斜め方向の膜冷却孔３２は円周方向でレール６４
に近接する孔に限定されてもよい。この混合型の実施形
態においては、残りの膜冷却孔３２、即ち冷却チャンバ
７０の中心線に近い膜冷却孔の方向は０度、即ち平均燃
焼器空気流れ方向Ｍに平行とされるか、または９０度、
すなわち平均燃焼器空気流れ方向Ｍに直角とされる。上
述の全面的な斜め方向を含めて、これらの実施形態のど
れを選択するかは、外部の燃焼器気流の局所的および平
均的な速度および乱流度、衝突冷却孔および膜冷却孔の
密度すなわち連続する孔の間の円周方向および軸方向間
隔、およびパネル形状に大きく依存している。後部遮熱
パネル２０、２４においては、孔密度は他の実施形態と
同じとして、０度方向が他の方向すなわち９０度および
全面的な斜め方向と比較して最も低い金属温度をもたら
す場合がある。しかしながら後部遮熱パネル２０、２４
において全面的な斜め方向が０度および９０度方向より
有利な場合もある。

【００３０】次に図１１および図１２を参照して、前部
遮熱パネル１８’および２２’の別の実施形態が図示さ
れている。図１１から明らかなように、パネル１８’は
境界壁を有し、これは側部周辺部壁セグメント４６’お
よび後部または後側周辺部壁セグメント４８’を含んで
いる。周辺部壁セグメント４８’は半径方向に延在し、
正しく置かれたときはサポートシェル１２と接触する。
これはパネル１８’の低温側部に衝突する冷却空気をパ
ネルの膜冷却孔３２’の方へ流れさせ、且つそれを通っ
て流出させるのに役立つ。壁セグメント４６’および４
８’がサポートシェル１２と接触することは、空気が膜
冷却孔３２’をバイパスしてパネル１８’から流出する
ような漏洩通路をなくするのに役立つ。もし冷却空気が
孔３２’をバイパスすれば、パネルの金属温度は疑いな
く上昇する。この上昇はパネル孔による熱除去の欠如
と、パネル孔３２’から流出する空気によって形成され
てパネル１８’の高温側部を覆う空気膜による保護の欠
如による。これに加えて、パネルの膜冷却孔３２’を通
過した冷却空気はパネル表面の近傍に留まらず燃焼室１
６の中央部に向かって自由流出し易くなる。この空気は
リッチ燃焼ゾーンの燃料分に富む混合気中で燃焼し、従
ってパネル１８’に吹き付ける局所的なガス温度を上昇
させると共に、汚染物質の生成を増加させる。

【００３１】図１１から明らかなように、パネル１８’
はまた複数の内部レール５０’を有しており、これはパ
ネル１８’の低温側部を複数の冷却チャンバ５６’に分
割している。複数の取付用ポスト５２’は、通常、内部
レール５０’と整列している。また複数の取付用ポスト
５４’が側部周辺部壁セグメント４６’の近傍に位置す
る。上述と同様に、パネル１８’はそれぞれ隆起したリ
ム４０’に囲まれた複数の主希釈孔３４’と、それぞれ
隆起したリム４２’に囲まれた複数の副希釈孔３６’を
有している。

【００３２】パネル１８’は、前部周辺部壁セグメント
４４の代わりにパネル縁部を越えて流れる空気流を調量
する手段を有する点において、パネル１８と異なる。こ
の調量手段は、好ましくは、円形のピン９０のアレイと
して形成される。図１１から明らかなように、円形のピ
ン９０は複数の列をなしており、１つの列のピン９０は
隣接する列のピン９０とはずれている。ピン９０はパネ
ル１８’を離れる冷却空気を調量する。この空気はパネ
ル１８’の前縁部９２の冷却に利用されると同時に、バ
ルクヘッドセグメント９４の外側および内側の縁部およ
びリップの冷却に利用される。ピン９０の間隔は所望の
冷却効果、および縁部９２を越えて流れる冷却空気の所
望の流量が得られるような任意の間隔でよい。ピン９０
の前列は前縁部９２の近傍に位置するように示されてい
るが、ピン９０の前列は必要に応じて前縁部９２から引
っ込んで、あるいは離間つまり距離を置いていてもよ
い。ピン９０の高さは、パネル１８’が正しく置かれた
ときにピンの頭がサポートシェル１２と接触するような
高さである。

【００３３】サポートシェル１２に取り付けられるパネ
ル１８’のうち１枚は、イグナイタ（点火装置：図示せ
ず）を受け入れる１つまたは２つ以上の開口部９６を有
してもよい。

【００３４】次に図１２を参照して、内側サポートシェ
ル１４に装着される前部遮熱パネル２２’の別の実施形
態が図示されている。上述と同様に、パネル２２’は側
部壁レールセグメント４６’および後部周辺部壁４８’
からなる境界、それぞれ隆起したリム４０’に囲まれた
複数の主希釈孔３４’、それぞれ隆起したリム４２’に
囲まれた複数の副希釈孔３６’、内部レール５０’、お
よび複数の独立の冷却チャンバ５６’を有している。取
付用ポスト５２’は、通常は、内部レール５０’と整列
しており、取付用ポスト５４’は側部壁セグメント４
６’に近接または隣接して位置している。後部壁４８’
は冷却空気が膜冷却孔３２’を通って流れ、かつパネル
２２’の前縁部９８に向かうように案内するのに役立
つ。

【００３５】パネル２２’もまた、前部周辺部壁４４の
代わりにパネルの前縁部９８を越えて流れる冷却空気流
を調量する手段を有する。この調量手段は好ましくは円
形のピン１００の複数の列からなり、好ましくは２列の
ピンからなる。図１２から分かるように、一つの列のピ
ン１００は隣接する列のピン１００とずれている。上述
と同様に、ピン１００の間隔は前縁部９８を越えてバル
クヘッドセグメント９４へ流れる所望の冷却空気流量が
得られるような任意の間隔でよい。ピン１００の前列は
前縁部９８の近傍に位置するように示されているが、ピ
ン１００の前列は必要に応じて前縁部９８から引っ込ん
で、あるいは距離を置いていてもよい。ピン１００の高
さはパネル２２’が装着されたときにピン１００がサポ
ートシェル１４に接触するのに十分な高さである。

【００３６】パネル１８’とパネル２２’のいずれにお
いても、パネルの前縁部からの熱除去を与える２つの機
構は低温側部におけるピンからの熱伝達、および冷却空
気が絞られてパネルの高温側部表面に方向付けされると
きに生じる膜層による高温ガスからの保護である。図１
１および図１２には図示されないが、パネル１８’およ
びパネル２２’はいずれも図６に関連して図示および説
明したような冷却孔３２の形状を備えている。

【００３７】図１に示されるように、外側及び内側サポ
ートシェル１２および１４はエンジンタービン段階のス
テーターベーン１０２の第一列に結合されている。ステ
ーターベーン１０２は先頭波を発生し、これは燃焼器に
損傷を与えてその供用時間を縮める恐れがある。パネル
２０’および２４’は先頭波による損傷の問題を回避す
るのに役立つ。

【００３８】次に図１３および図１４を参照して、各々
のパネル２０’および２４’は少なくとも部分的に前部
レール５８’および側部レール６０’で規定ないし画定
される境界を有している。レール５８’および６０’
は、パネル２０’および２４’が装着されたときに対応
するサポートシェル１２または１４と接触し、これによ
り冷却空気を膜冷却孔３２を通して押し出し、またパネ
ル２０’または２４’のそれぞれの後縁部１０６に向か
って押しやる働きをする。パネル２０’および２４’は
また複数の内部レール６４’を有し、これは低温側部に
複数の冷却チャンバ７０’を形成する。複数の取付用ポ
スト６６’が通常、各内部レール６４’と整列してお
り、また複数の取付用ポスト６８’が側部レール６０’
に近接あるいは隣接して位置している。

【００３９】各パネル２０’および２４’はもはや後部
レール６２を有していない。その代わりに、各パネル２
０’および２４’は、対応するパネル２０’および２
４’の後縁部１０６を越えて流れる冷却空気流を調量す
る手段を有している。この調量手段は、対応するパネル
２０’および２４’の後縁部１０６の近傍の円形のピン
のアレイ１０４を含んでいる。各々のアレイ１０４の円
形のピンは、パネル２０’および２４’が装着されたと
きに、対応するサポートシェル１２または１４まで延在
する。

【００４０】ピンアレイ１０４は複数の第１のアレイセ
クション１０８を含んでいる。図１３および図１４から
明らかなように、各セクション１０８はピン１１２の複
数の列を含み、隣接する列のピン１１２は互い違いにな
っている。また各セクション１０８は実質的に矩形のレ
ール１１４で囲まれている。各セクション１０８は、第
１列のタービンステーターベーン１０２の前縁部１１６
と整列している。

【００４１】レール１１４とピン１１２の緩いアレイと
で作り出される別個の空所が、ベーンプラットフォーム
（図示せず）およびパネル後縁部１０６への冷却空気の
供給を確保する。各タービンベーン１０２上の空気流の
結果として前縁部１１６上に渦流構造が発生する。この
渦が各ベーン１０２の全翼長にわたってベーンの吸引側
および圧力側を包み込む。ベーンプラットフォームで
は、この渦が後部遮熱パネル２０’および２４’からの
低温側冷却空気および冷却膜と相互作用して強い２次気
流系を発生する。発生した高圧の渦が、低温側部からの
冷却空気の安定した流れを妨げ、燃焼室出口の翼長中間
領域からの高温ガスをもたらす。上述のような流れ挙動
の故に、ベーンの前縁部１１６に向かう冷却空気の流量
を増加して渦流構造を洗い流し、高温ガスの領域をなく
することが必要になる。この流量増加はパネル後縁部１
０６上の流れをレール１１４で分離することによって局
所的に達成される。

【００４２】円周方向でベーン１０２とずれている領域
では、調量手段は比較的密なピンアレイ１１８からな
り、これは冷却空気の低い流量を意味する。ピンアレイ
１１８はこの領域を設計金属温度以下に保ち、かつ膜冷
却孔３２からの適量の冷却空気流を保証するために設け
られる。図１３および図１４からわかるように、各ピン
アレイ１１８はピン１１２よりも直径の大きなピン１２
０の互い違いになった複数の列からなる。さらに、隣接
するピン１２０の間の間隔は隣接するピン１１２の間の
間隔より小さい。必要に応じて、ピン１２０よりも小さ
な直径を有するピン１２２の１列が、焼損が起こった場
合に犠牲になる部分、つまり犠牲ピンとして含まれても
よい。なぜなら焼損によってピン１２０の１列を失うの
は望ましくないからである。このような損失はこの領域
の流れ抵抗を大幅に低下させ、したがってパネルの膜冷
却孔３２に、必要な冷却空気の供給不足を起こさせる。
ピン１２２は好ましくは隣接する列のピン１２０と互い
違いになっている。

【００４３】また、ピンアレイ１０８および１１８はそ
れぞれその終わりの列１２４および１２６がそれぞれパ
ネル２０’、２４’の後縁部１０６の近傍にあるものと
して示されているが、終わりの列１２４および１２６は
後縁部１０６から距離を置いて、あるいは引っ込んでい
てもよい。

【００４４】パネル１８’および２２’上のピンアレイ
はパネル冷却空気の一部を３回にわたってパネルからの
熱伝達に利用する事を可能にする。すなわち冷媒は９０
度の角度でパネルに衝突し、ピンを通過するときにパネ
ルから熱伝達し、パネルの高温側部で膜を形成して熱が
パネル内部に達するのを防ぐ。パネル２０’および２
４’の後端部のピンアレイも同様の働きをするが、それ
に加えてタービンステーターベーンのプラットフォーム
上に膜を形成してこれを保護する。さらにパネル２０’
および２４’の、ベーン先頭波による燃焼器の損傷を防
ぐための部分はベーンに向かって角度をつけられた緩い
冷却ピンアレイを有する。これによって空気は先頭波に
対抗してより高い全圧を維持できる。

【００４５】次に図１５を参照して、後部遮熱パネル２
０”、２４”のもう１つの実施形態が示されている。こ
の実施形態では、パネル２０”、２４”は側部壁１６
０”、前部壁１５８”、および複数の室１７０”を画定
する複数の内部レール１６４”を有している。パネル２
０”、２４”は、複数の流れ調量セグメント１７４”を
有する後部壁１７２”を有している。流れ調量セグメン
ト１７４”は互い違いのピン１７６”のアレイで形成さ
れる。各パネル２０”、２４”はパネルの後縁部１８
２”に近接して、あるいはそれから引っ込んで、互い違
いのピン１８０”のアレイを有する。ピン１８０”はま
たパネル後縁部１８２”を越えて流れる冷却空気流を調
量する手段としても機能する。ピン１８０”は互い違い
のピンの列として配置されてもよい。ピン１７６”およ
びピン１８０”の間の間隔が後縁部１８２”を越えて流
れる冷却空気の流量を決定する。パネル２０”、２４”
はまた、通常は各レール１６４”と整列する一対の取付
用ポスト１６６”と、側部壁１６０”の近傍に位置する
一対の取付用ポスト１６８”を有する。図１５に示され
ていないが、各パネル２０”、２４”は第１の所望の方
向、例えば平均燃焼器空気流れ方向Ｍ、を有する第一の
セットの冷却孔と、ポスト１６８”および１６６”、レ
ール１６４”、および壁１６０”、１５８”および１６
４”の近傍の追加のセットの冷却孔を有する。ポスト１
６６”および１６８”の近傍の追加のセットの冷却孔は
ファン状に配置され、且つポスト１６６”および１６
８”の方に向けられている。壁１６０”および１５
８”、およびレール１５８”の近傍の冷却孔は好ましく
は壁１６０”および１５８”、およびレール１５８”の
方に向けられており、これらの部分に冷却空気を提供す
る。

【００４６】図１６はガスタービンエンジンの燃焼器に
用いられる後部遮熱パネル３２０の別の実施形態を示し
ており、これは外側後部遮熱パネルとしても、内側後部
遮熱パネルとしても用いられる。パネル３２０は前部レ
ール３２２、側部レール３２４、内部レール３２５、お
よび後部レール３２６を有し、これらが複数の室３２７
を形成している。領域３２８の冷却孔３２は真後ろ向き
の孔であり、側部レール３２４がレール３２２および３
２６とぶつかる場所の近傍の冷却孔はレールに向かって
角度がつけられている。また、内部レール３２５および
取付用ポスト３３０および３３２の近傍の冷却孔はそれ
ぞれ内部レール３２５および取付用ポスト３３０および
３３２に向かって角度がつけられている。パネル３２０
はまたパネル縁部３３６を越えて流れる冷却空気流を調
量するための複数列のピン３３４を有する。前述と同様
にピン３３４の列は互い違いになっている。ピン３３４
の直径と間隔が冷却空気の流量を決定する。必要に応じ
てレール３３８がピン３３４を囲んで設けられてもよ
い。

【００４７】図１７には、内側および外側後部遮熱パネ
ルとして使用される遮熱パネル３２０’のもう１つの実
施形態が示されている。パネル３２０’は領域３２８の
冷却孔３２が平均燃焼器空気流れ方向Ｍに対して９０度
の方向に向けられている以外はパネル３２０と同様であ
る。

【００４８】以上の説明から、上述した目的、手段、お
よび利点を完全に満足する、ガスタービンエンジン燃焼
器用遮熱パネルが提供されることは明らかである。な
お、以上の説明においては本発明を特定の実施形態に基
づいて説明したが、上記説明から当業者には他の代替、
変更、および変形が明らである。従って、添付の特許請
求の範囲はこれらの代替、変更、および変形を包含する
ように意図されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスタービンエンジン用燃焼器の断面図であ
る。

【図２】図１の燃焼器におけるシェルおよび遮熱パネル
ライナーの部分図である。

【図３】図１の２Ａ−２Ａ線で切断した燃焼器の断面図
である。

【図４】図１の燃焼器に用いられる各前部遮熱パネルの
低温側部の上面図である。

【図５】後部遮熱パネルの低温側部を示した説明図であ
る。

【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、燃焼器における隣
接する前部遮熱パネル、後部遮熱パネルの配置を示した
説明図である。

【図７】前部遮熱パネルの一部の拡大図である。

【図８】後部遮熱パネルの一部の拡大図である。

【図９】前部遮熱パネルと後部遮熱パネルの配列の概略
を示した説明図である。

【図１０】本発明の遮熱パネルに用いられる膜冷却孔を
示した断面図である。

【図１１】外側前部遮熱パネルの別の実施例を示した説
明図である。

【図１２】内側前部遮熱パネルの別の実施例を示した説
明図である。

【図１３】外側後部遮熱パネルの別の実施例を示した説
明図である。

【図１４】内側後部遮熱パネルの別の実施例を示した説
明図である。

【図１５】前部遮熱パネルのさらに別の実施例を示した
説明図である。

【図１６】後部遮熱パネルの他の別の実施例を示した説
明図である。

【図１７】後部遮熱パネルの他の別の実施例を示した説
明図である。

【符号の説明】

１２サポートシェル１４サポートシェル１８前部遮熱パネル２０後部遮熱パネル２２前部遮熱パネル２４後部遮熱パネル３４主希釈孔３６副希釈孔３８後縁部４３周辺部境界壁４４前部壁セグメント４６側部壁セグメント４８後部壁セグメント５０内部レール５２取付用ポスト５４取付用ポスト５６冷却チャンバ５８前部壁セグメント６０側部壁セグメント６２後部レール６４内部レール６６取付用ポスト６８取付用ポスト７０冷却チャンバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者モニカパチェコ−トゥガスアメリカ合衆国，コネチカット 06040, マンチェスター，スプリングストリート 250 (72)発明者ジョセフディーコグランサードアメリカ合衆国，コネチカット 06073, サウスグラストンベリー、ストッケイドロード 138 (72)発明者ジェイムズビー．ホークアメリカ合衆国，コネチカット 06084, トランド，シャンダレーン 63 (72)発明者アランジェイ．ゴースキウスアメリカ合衆国，コネチカット 06447, マールバーラ、ジョーンズホローロード 93

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスタービンエンジン用の燃焼器に用い
られる遮熱パネルであって、高温側部と低温側部を有してなり、前記低温側部が複数の冷却チャンバを有し、および各前
記冷却チャンバが前記低温側部から高温側部に冷媒を流
出させるための複数の膜冷却孔を有している、ことを特
徴とする遮熱パネル。
【請求項２】前記低温側部が前部境界壁と後部境界壁
を有し、前記前部境界壁と前記後部境界壁との間に延在する複数
の内部レールをさらに有してなり、および前記冷却チャ
ンバの少なくとも１つが、前記前部境界壁、前記後部境
界壁および前記内部レールにより形成される、ことを特
徴とする請求項１記載の遮熱パネル。
【請求項３】前記前部境界壁と前記後部境界壁との間
に延在する複数の側部壁をさらに有してなり、前記複数の冷却チャンバが前記前部境界壁、前記後部境
界壁、前記側部壁の１つ、および前記内部壁の１つで形
成され、一対の取付用ポストが前記内部レールのそれぞ
れに整列しており、および一対の取付用ポストが前記側
部壁のそれぞれに隣接している、ことを特徴とする請求
項２記載の遮熱パネル。
【請求項４】前記パネルの後縁部に隣接して位置する
複数の主希釈孔および複数の副希釈孔をさらに有してな
り、前記主希釈孔および前記副希釈孔のそれぞれが隆起
したリムで囲まれている、ことを特徴とする請求項１記
載の遮熱パネル。
【請求項５】前記後部境界壁が前記パネルの後縁部か
ら離間されている、ことを特徴とする請求項２記載の遮
熱パネル。
【請求項６】前記前部境界壁が前記パネルの前縁部を
越えて流れる空気流を調量するための手段を有し、前記
調量手段が複数列の離間されたピンからなり、隣接する
前記列の前記ピンが互いにずれており、前記ピンの最前
列が前記パネルの前縁部から離間されている、ことを特
徴とする請求項２記載の遮熱パネル。
【請求項７】前記パネル内に少なくとも１つのイグナ
イタ用孔をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項
１記載の遮熱パネル。
【請求項８】前記後部境界壁が前記パネルの縁部を越
えて流れる空気流を調量するための手段によって形成さ
れ、また前記調量手段が複数の第１のピンアレイおよび
複数の第２のピンアレイを有し、前記第１のピンアレイ
がそれぞれタービンベーンと整列されている、ことを特
徴とする請求項２記載の遮熱パネル。
【請求項９】前記第１のピンアレイがそれぞれ、第１
の直径を有するピンの複数の列と前記第１の直径を有す
るピンの列を囲む実質的に矩形のレールとを有し、第１
の前記列の前記ピンは隣接する列の前記ピンとずれてお
り、前記第２のピンアレイはそれぞれ前記タービンベー
ンからずれていると共に第２の直径を有するピンの複数
の列からなる、ことを特徴とする請求項８記載の遮熱パ
ネル。
【請求項１０】各前記第２のピンアレイの１つの前記
列の前記ピンは隣接する列の前記ピンに関してずれてお
り、前記第２の直径が前記第１の直径より大きく、およ
び、各前記第１のピンアレイの前記ピンが、各前記第２
のピンアレイの前記ピンの間隔より大きい距離だけ離間
している、ことを特徴とする請求項９記載の遮熱パネ
ル。
【請求項１１】各前記第２のピンアレイが、一列の犠
牲ピンをさらに有してなり、前記犠牲ピンの列が前記パ
ネルの後縁部に隣接するか、あるいは前記パネルの後縁
部から引っ込んで位置している、ことを特徴とする請求
項９記載の遮熱パネル。
【請求項１２】前記ピン列の最後列が、前記パネルの
後縁部の近傍に位置するか、あるいは前記パネルの後縁
部から離間している、ことを特徴とする請求項９記載の
遮熱パネル。
【請求項１３】前記主希釈孔の前方の前記パネルの領
域における前記冷却孔が、燃焼ガスの局所的な旋回流の
方向と一致する方向を有している、ことを特徴とする請
求項４記載の遮熱パネル。
【請求項１４】前記パネルが外側前部の遮熱パネルで
あり、前記冷却孔の少なくとも一部が円周方向に対して
正の傾きを有する方向を有している、ことを特徴とする
請求項４記載の遮熱パネル。
【請求項１５】前記パネルが内側前部の遮熱パネルで
あり、前記冷却孔の少なくとも一部が円周方向に対して
負の傾きを有する方向を有している、ことを特徴とする
請求項４記載の遮熱パネル。
【請求項１６】前記パネルが軸方向に延在するレール
と取付用ポストとを有し、および前記冷却孔が各前記レ
ールおよび各前記取付用ポストの１つの側において局所
的に逆向きの方向を有し、これにより冷媒が前記レール
および前記取付用ポスト上に流れる、ことを特徴とする
請求項４記載の遮熱パネル。
【請求項１７】前記冷却孔の密度が前記主希釈孔の近
傍で増加し、および前記冷却孔が前記主希釈孔の近傍で
ファン状の形状に配置されている、ことを特徴とする請
求項４記載の遮熱パネル。
【請求項１８】前記冷却チャンバがそれぞれ、円周方
向で前記冷却チャンバの側部を形成する壁部分の間の中
程に位置する、軸方向に伸びるジグザグ線を有し、前記ジグザグ線の第１の側の前記冷却孔は斜めの方向を
有し、これにより前記冷却孔から流出する冷媒が第１の
前記側部壁部分に向かう第１の円周方向の方向成分を有
し、前記ジグザグ線の第２の側の前記冷却孔は斜めの方向を
有し、これにより前記冷却孔から流出する冷媒が第２の
前記側部壁部分に向かう第２の円周方向の方向成分を有
する、ことを特徴とする請求項１記載の遮熱パネル。
【請求項１９】前記ジグザグ線の前記第１の側の前記
冷却孔が正の方向を有し、前記ジグザグ線の第２の側の
前記冷却孔が負の方向を有する、ことを特徴とする請求
項１８記載の遮熱パネル。
【請求項２０】前記冷却孔の少なくとも一部がラッパ
状の孔であることを特徴とする、請求項１記載の遮熱パ
ネル。
【請求項２１】ガスタービンエンジン用の燃焼器であ
って、外側サポートシェルおよび内側サポートシェルを有して
なり、前記内側と外側サポートシェルが燃焼室を形成し、前記内側および外側サポートシェルに取り付けられた前
部遮熱パネルのアレイを有してなり、前記内側および外側サポートシェルに取り付けられた後
部遮熱パネルのアレイを有してなり、前記各前部遮熱パネルが、前記燃焼室に空気を通過させ
る複数の希釈孔を有しており、前記各後部遮熱パネルが複数のレールを有してなり、お
よび前記各後部遮熱パネルの前記レールが、前記希釈孔
のうちの半径方向において対向する希釈孔に対して円周
方向にずれており、これにより冷却効率の損失が軽減さ
れる、ことを特徴とする燃焼器。
【請求項２２】前記希釈孔が主希釈孔であり、各前記
レールがそれと整列する一対の取付用ポストを有してお
り、および各前記後部遮熱パネルが前記前部遮熱パネル
のうちの隣接する遮熱パネルに対してずれており、これ
により各前記レールが前記希釈孔の一つと整列する、こ
とを特徴とする請求項２１記載の燃焼器。
【請求項２３】前記各前部遮熱パネルが、隣接する前
記内側および外側サポートシェルの一つと接触する後部
壁および側部壁セグメントを有しており、各前記前部遮
熱パネルは複数の内部レールを有し、前記内部レールが
前記後部壁および前記側部壁セグメントと共に複数の独
立した冷却チャンバを形成し、および各前記冷却チャン
バが複数の膜冷却孔を有し、また前記後部壁が冷却空気
を前記冷却孔上および前記前部遮熱パネルの前縁部上に
方向付けする、ことを特徴とする請求項２１記載の燃焼
器。
【請求項２４】各前記前部遮熱パネルが前記前縁部を
越えて流れる冷媒空気流を調量するための手段を有し、
前記調量手段が各前記冷却チャンバの前端部の近傍に設
けられた円形のピンの複数の列からなり、各前記列の前
記ピンが前記冷却空気を前記前縁部を越えて流れさせる
ように離間されており、および隣接する前記列のピンが
互いにずれている、ことを特徴とする請求項２３記載の
燃焼器。
【請求項２５】バルクヘッドセグメントをさらに有し
てなり、および前記前縁部を越えて流れる前記冷却空気
がバルクヘッドセグメントも冷却する、ことを特徴とす
る請求項２３記載の燃焼器。
【請求項２６】各前記後部遮熱パネルが隣接する前記
内側および外側サポートシェルの一つと接触する前部周
辺部壁および側部壁をさらに有してなり、前記前部周辺部壁および前記側部壁が前記レールと共に
複数の冷却チャンバを形成し、各前記冷却チャンバが複数の膜冷却孔を有しており、前記後部壁が、冷却空気を、前記冷却孔上におよびこれ
を通って流れさせ、また前記後部遮熱パネルの後縁部を
越えて流れさせる、ことを特徴とする請求項２１記載の
燃焼器。
【請求項２７】前記各冷却チャンバの後部部分に隣接
して複数の第一のピンアレイを有し、各々の前記第一のピンアレイはタービンベーンと整列し
ており、かくして前記各第一のピンアレイから流出する
冷却空気は前記タービンベーンの表面上を流れて前記燃
焼器への先頭波損傷を防止し、かつ燃焼器はさらに前記
各第一のピンアレイの周囲に実質的に矩形のレールを有
する、ことを特徴とする請求項２６記載の燃焼器。
【請求項２８】各前記第１のピンアレイが第１のピン
の複数の列を有し、および各列の前記第１のピンが隣接
する各列の前記第１のピンとずれている、ことを特徴と
する請求項２７記載の燃焼器。
【請求項２９】各前記冷却チャンバの前記後部部分に
隣接した複数の第２のピンアレイをさらに有してなり、
各第２のピンアレイが前記タービンベーンからずれてお
り、および前記各第２のピンアレイが複数列の第２のピ
ンおよび一列の犠牲ピンを有している、ことを特徴とす
る請求項２７記載の燃焼器。
【請求項３０】各前記列の前記第２のピンが隣接する
各列の前記第２のピンに対してずれており、各前記第１
のピンアレイが複数の第１のピンの列を有しており、ま
た前記第１のピンが前記第２のピンより小さな直径を有
しており、および隣接する前記第２のピンの間の間隔が
隣接する前記第１のピンの間の間隔よりも狭まってい
る、ことを特徴とする請求項２９記載の燃焼器。
【請求項３１】各前記前部遮熱パネルおよび前記後部
遮熱パネルが複数の冷却チャンバを有しており、各前記
内側および外側サポートシェルが前記冷却チャンバに冷
却空気を供給するための複数のインピンジメント孔を有
し、各前記冷却チャンバが対応する前記前部および後部
遮熱パネルの一つの高温側部表面上に冷却空気の膜を形
成するための複数の膜冷却孔を有する、ことを特徴とす
る請求項２１記載の燃焼器。
【請求項３２】ガスタービンエンジン用の燃焼器に用
いられる遮熱パネルであって、高温側部および低温側部を有してなり、前記高温側部および前記低温側部から延在する複数の冷
却孔を有してなり、前記パネルの前記低温側部に設けられた複数の内部レー
ルを有してなり、円周方向で前記レールに近接する前記冷却孔の第１のセ
ットが斜め方向の冷却孔を有してなり、および残りの前記冷却孔が平均燃焼器空気流れ方向に対して０
度または９０度の方向を向いている、ことを特徴とする
遮熱パネル。
【請求項３３】ガスタービンエンジン用の燃焼器に用
いられる遮熱パネルであって、高温側部および低温側部を有してなり、前記低温側部から前記高温側部に延在する複数の膜冷却
孔を有してなり、前記低温側部から延在し前記燃焼器のサポートシェルと
組み合わされる端部壁および一対の側部壁を有してな
り、前記端部壁および前記一対の側部壁が冷媒空気を前
記複数の膜冷却孔を通して前記高温側部上に冷媒空気の
膜を作るように方向付けし、および前記パネルの縁部の
近傍に設けられて、前記パネルの前記縁部を越えて流れ
る前記冷媒空気を調量するため、および前記冷媒空気を
前記パネル縁部を越えて排出するための手段を有してな
る、ことを特徴とする遮熱パネル。
【請求項３４】前記流れ調量手段が少なくとも一列の
離間したピンを有してなり、前記少なくとも一列の前記
ピンの間の前記間隔が前記縁部を越える前記冷却空気の
流量を決定し、および前記流れ調量手段が離間したピン
の複数の列からなり且つ隣接する列の前記ピンがずれて
いる、ことを特徴とする請求項３３記載の遮熱パネル。
【請求項３５】前記流れ調量手段が複数の第１のピン
アレイと複数の第２のピンアレイとを有してなり、前記
第２のピンアレイの前記ピンが前記第１のピンアレイの
前記ピンとは異なる大きさと間隔を有し、および前記第
１のピンアレイが実質的に矩形のレールで囲まれてい
る、ことを特徴とする請求項３３記載の遮熱パネル。
【請求項３６】ガスタービンエンジン用の燃焼器に用
いられる遮熱パネルであって、前記遮熱パネルの低温側部に設けられた少なくとも１つ
のチャンバを有してなり、前記遮熱パネルを貫通する第１のセットの冷却孔を有し
てなり、前記遮熱パネルを貫通する第２のセットの冷却孔とを有
してなり、前記第２のセットの冷却孔が前記第１のセッ
トの冷却孔とは異なる角度的な方向を有する、ことを特
徴とする遮熱パネル。
【請求項３７】少なくとも１つの取付用ポストをさら
に有してなり、前記少なくとも１つのチャンバがレール
で仕切られており、前記第１のセットの冷却孔が冷却空
気を前記レールに吹き付けるように方向付けされてお
り、前記第１のセットの冷却孔が冷却空気を前記少なく
とも１つの取付用ポストに吹き付けるように方向付けさ
れており、ことを特徴とする請求項３６記載の遮熱パネ
ル。
【請求項３８】少なくとも１つの希釈孔をさらに有し
てなり、前記第１のセットの冷却孔が冷却空気を前記希
釈孔に吹き付けるように方向付けされており、前記パネ
ルが端部壁を有しており、前記第１のセットの冷却孔が
前記端部壁に隣接して位置すると共に平均燃焼器空気流
れ方向に関して９０度の方向に方向付けされている、こ
とを特徴とする請求項３６記載の遮熱パネル。
【請求項３９】前記パネルの前記低温側部に設けられ
た複数のチャンバをさらに有してなり、各前記室が前記
遮熱パネルを貫通する第１のセットの冷却孔と前記遮熱
パネルを貫通する第２のセットの冷却孔とを有してお
り、および前記第１のセットの冷却孔が前記第２のセッ
トの冷却孔とは異なる方向を有している、ことを特徴と
する請求項３６記載の遮熱パネル。