JP2016160931A

JP2016160931A - エンジン構成要素

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Publication number: JP2016160931A
Application number: JP2016022308A
Authority: JP
Inventors: ロナルド・スコット・バンカー; Ronald Scott Bunker
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2016-09-05
Also published as: BR102016004205A2; US20160251967A1; CA2921249A1; CN105927285A; US10024169B2; EP3061912A1

Abstract

【課題】フィルム冷却式のガスタービンエンジン用構成要素を提供する。
【解決手段】エンジン構成要素８０は、高温燃焼ガス流に面する高温面８４と冷却流体流に面する冷却面８６とを有し高温燃焼ガス流が高温面８４に対する上流側方向及び下流側方向をほぼ定める基材８２と、基材８２を通って延び冷却面８６上に設けられた入口９２と、高温面８４上に設けられた出口９４と、入口９２及び出口９４を接続する通路９６と、を有するフィルム孔９０と、出口９４の下流側に設けられ出口９４から表出して高温面８４に付着する冷却流体流を誘起するよう構成された流れ調整構造１１２と、出口９４と流れ調整構造１１２との間にあり流れ調整構造１１２がフィルム孔９０と物理的に接続されないようにするバッファ領域１１４と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、全体的にエンジン構成要素に関し、より詳細にはガスタービンエンジンにおけるフィルム冷却式エンジン構成要素に関する。

タービンエンジン、及び特にガス又は燃焼タービンエンジンは、エンジンを通って複数のタービンブレード上を通過する燃焼ガスの流れからエネルギーを抽出する回転エンジンである。ガスタービンエンジンは、陸上及び海上移動並びに発電用に使用されているが、最も一般的には、ヘリコプターを含む航空機などの航空用途で使用されている。航空機において、ガスタービンエンジンは、航空機の推進用に使用される。地上用途では、タービンエンジンは、発電用に使用されることが多い。

航空機用のガスタービンエンジンは、エンジン効率を最大にするために高温で作動するよう設計されているので、高圧タービン及び低圧タービンなどの特定のエンジン構成要素の冷却が必要となる場合がある。一部のエンジン構成要素は、高温燃焼ガスからエンジン構成要素を保護するためにエンジン構成要素の高温面上に冷却流体の薄い層又はフィルムを供給するフィルム孔を含む。通常、冷却は、高圧及び／又は低圧圧縮機からの低温の空気をフィルム冷却が必要となるエンジン構成要素にダクト供給することにより達成される。圧縮機からの冷却空気は、約５００°Ｃ〜７００°Ｃである。圧縮機空気は高温であるが、およそ１０００°Ｃ〜２０００°Ｃとすることができる燃焼室を通過する空気よりも低温である。

米国特許第８，７６３，４０２号明細書

１つの態様において、本発明は、高温燃焼ガス流を発生するガスタービンエンジン用のエンジン構成要素に関し、上記高温燃焼ガス流に面する高温面と冷却流体流に面する冷却面とを有し、上記高温燃焼ガス流が上記高温面に対する上流側方向及び下流側方向をほぼ定める基材と、上記基材を通って延び、上記冷却面上に設けられた入口と、上記高温面上に設けられた出口と、上記入口及び上記出口を接続する通路と、を有するフィルム孔と、上記高温面上の出口の下流側に設けられ、上記出口から表出して上記高温面に付着する上記冷却流体流を誘起するよう構成された流れ調整構造と、上記出口と上記流れ調整構造との間にあり、上記流れ調整構造が上記フィルム孔と物理的に接続されないようにするバッファ領域と、を備える。

別の態様において、本発明は、高温燃焼ガス流を発生するガスタービンエンジン用のエンジン構成要素に関し、上記高温燃焼ガス流に面する高温面と冷却流体流に面する冷却面とを有し、上記高温燃焼ガス流が上記高温面に対する上流側方向及び下流側方向をほぼ定める基材と、上記基材を通って延び、上記冷却面上に設けられた入口と、上記高温面上に設けられた出口と、上記入口及び上記出口を接続する通路と、を有するフィルム孔と、上記高温面上の出口の下流側に設けられた凹部を含み、該凹部が上記出口から表出して上記高温面に付着する上記冷却流体流を誘起するよう構成されている流れ調整構造と、上記出口と上記凹部との間にあり、上記凹部が上記フィルム孔と物理的に接続されないようにするバッファ領域と、を備える。

更に別の態様において、本発明は、高温燃焼ガス流を発生するガスタービンエンジン用のエンジン構成要素に関し、上記高温燃焼ガス流に面する高温面と冷却流体流に面する冷却面とを有し、上記高温燃焼ガス流が上記高温面に対する上流側方向及び下流側方向をほぼ定める基材と、上記基材を通って延び、上記冷却面上に設けられた入口と、上記高温面上に設けられた出口と、上記入口及び上記出口を接続する通路と、を有するフィルム孔と、上記高温面上の出口の下流側に設けられた上記高温面からの突起部を含み、該突起部が上記出口から表出して上記高温面に付着する上記冷却流体流を誘起するよう構成されている流れ調整構造と、上記出口と上記突起部との間にあり、上記突起部が上記フィルム孔と物理的に接続されないようにするバッファ領域と、を備える。

航空機用のガスタービンエンジンの概略断面図。図１によるエンジンの燃焼器及び高圧タービンの側断面図。本発明の第１の実施形態による、図１によるエンジンのエンジン構成要素のフィルム孔を通る概略断面図。図３によるエンジン構成要素の高温面の斜視図。エンジン構成要素に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示す、図３と同様の図。エンジン構成要素に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示す、図４と同様の図。本発明の第２の実施形態による、図１によるエンジンのエンジン構成要素のフィルム孔を通る概略断面図。エンジン構成要素に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示す、図７と同様の図。本発明の第３の実施形態による、図１によるエンジンのエンジン構成要素のフィルム孔を通る概略断面図。図９によるエンジン構成要素の高温面の斜視図。エンジン構成要素に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示す、図９と同様の図。エンジン構成要素に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示す、図１０と同様の図。本発明の第４の実施形態による、図１によるエンジンのエンジン構成要素のフィルム孔を通る概略断面図。エンジン構成要素に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示す、図１３と同様の図。

本発明の記載される実施形態は、特にガスタービンエンジンにおけるフィルム冷却式エンジン構成要素に関する。説明の目的で、本発明の態様は、航空機ガスタービンエンジンに関して説明する。しかしながら、本発明は、これに限定されず、他の移動体用途、及び非移動体、商用、及び住宅用途などの非航空機用途における一般的に応用することができることは理解されるであろう。

図１は、航空機用のガスタービンエンジン１０の概略断面図である。エンジン１０は、前方１４から後方１６に延びた略長手方向に延びる軸線又は中心線１２を有する。エンジン１０は、下流側直列流れ関係で、ファン２０を含むファンセクション１８と、ブースタ又は低圧（ＬＰ）圧縮機２４及び高圧（ＨＰ）圧縮機２６を含む圧縮機セクション２２と、燃焼器３０を含む燃焼セクション２８と、ＨＰタービン３４及びＬＰタービン３６を含むタービンセクション３２と、排気セクション３８と、を含む。

ファンセクション１８は、ファン２０を囲むファンケーシング４０を含む。ファン２０は、中心線１２の周りに半径方向に配置された複数のファンブレード４２を含む。

ＨＰ圧縮機２６、燃焼器３０、及びＨＰタービン３４は、燃焼ガスを発生するエンジン１０のコア４４を形成する。コア４４は、ファンケーシング４０と結合することができるコアケーシング４６により囲まれる。

エンジン１０の中心線１２の周りに同軸方向に配置されたＨＰシャフト又はスプール４８は、ＨＰタービン３４をＨＰ圧縮機２６に駆動可能に接続する。より大きな直径の環状ＨＰスプール４８内にエンジン１０の中心線１２の周りに同軸方向に配置されたＬＰシャフト又はスプール５０は、ＬＰタービン３６をＬＰ圧縮機２４及びファン２０に駆動可能に接続する。

ＬＰ圧縮機２４及びＨＰ圧縮機２６はそれぞれ、複数の圧縮機段５２，５４を含み、ここでは圧縮機ブレード５６，５８のセットが固定圧縮機ベーン６０，６２（ノズルとも呼ばれる）の対応するセットに対して回転して、段を通過する流体ストリームを圧縮又は加圧する。単一の圧縮機段５２，５４において、複数の圧縮機ブレード５６，５８は、リング状に設けることができ、ブレードプラットフォームからブレード先端まで中心線１２に対して半径方向外向きに延びることができるが、対応する固定圧縮機ベーン６０，６２は、回転ブレード５６，５８の下流側に隣接して位置付けられる。図１に示されるブレード、ベーン、及び対応する圧縮機段の数は、例証として選択されおり、他の数も実施可能である点に留意されたい。

ＨＰタービン３４及びＬＰタービン３６はそれぞれ、複数のタービン段６４，６６を含み、ここではタービンブレード６８，７０のセットが固定タービンベーン７２，７４（ノズルとも呼ばれる）の対応するセットに対して回転して、段を通過する流体ストリームからエネルギーを抽出する。単一のタービン段６４，６６において、複数のタービンブレード６８，７０をリング状に設けることができ、ブレードプラットフォームからブレード先端まで中心線１２に対して半径方向外向きに延びることができるが、対応する固定タービンベーン７２，７４は、回転ブレード６８，７０の下流側に隣接して位置付けられる。図１に示されるブレード、ベーン、及びタービン段の数は、例証として選択されおり、他の数も実施可能である点に留意されたい。

作動時には、回転ファン２０は、周囲空気をＬＰ圧縮機２４に供給し、次いで、該ＬＰ圧縮機２４は、加圧した周囲空気をＨＰ圧縮機２６に供給して、該ＨＰ圧縮機２６が周囲空気を更に加圧する。ＨＰ圧縮機２６からの加圧空気は、燃焼室３０において燃料と混合されて点火され、これにより燃焼ガスを発生する。これらのガスからＨＰタービン３４によって幾らかの仕事が取り出され、これによりＨＰ圧縮機２６を駆動する。燃焼ガスは、ＬＰタービン３６に吐出され、該ＬＰタービン３６が追加の仕事を取り出してファン２０を駆動し、最終的に排気ガスは、排気セクション３８を介してエンジン１０から排出される。ＬＰタービン３６を駆動することにより、ＬＰスプール５０を駆動してファン２０及びＬＰ圧縮機２４を回転させる。

ファン２０によって供給される周囲空気の一部は、エンジンコア４４をバイパスし、エンジン１０の一部分、特に高温部分の冷却に使用され、及び／又は航空機の他の態様の冷却又は動力供給に用いることができる。タービンエンジンの関連において、エンジンの高温部分は通常、燃焼器３０、特にタービンセクション３２の下流側にあり、ＨＰタービン３４は、燃焼セクション２８の直ぐ下流側にあるときに最も高温の部分である。冷却流体の他の供給源は、限定ではないが、ＬＰ圧縮機２４又はＨＰ圧縮機２６から吐出される流体とすることができる。

図２は、図１によるエンジン１０の燃焼器３０及びＨＰタービン３４の側断面図である。燃焼器３０は、デフレクタ７６及び燃焼器ライナ７７を含む。タービン３４のタービンブレード６８に軸方向に隣接して半径方向に離間した固定タービンベーン７２のセットがあり、隣接するベーン７２がこれらの間にノズルを形成する。ノズルは、燃焼ガスを転回させて回転ブレードに良好に流し、タービン３４によって最大のエネルギーを抽出できるようにする。冷却流体流Ｃは、ベーン７２を通過して、高温燃焼ガス流Ｈがベーン７２の外部に沿って通るときにベーン７２を冷却する。シュラウド組立体７８は、タービン３４における流れ損失を最小限にするよう、回転ブレード６８に隣接している。同様のシュラウド組立体はまた、ＬＰタービン３６、ＬＰ圧縮機２４、又はＨＰ圧縮機２６に関連付けることができる。

エンジン１０のエンジン構成要素の１又はそれ以上は、本明細書で更に開示される実施形態のフィルム孔を設けることができるフィルム冷却基材を含む。フィルム冷却基材を有するエンジン構成要素の非限定的な一部の実施例は、図１〜２に記載されるように、ブレード６８，７０、ベーン又はノズル７２，７４、燃焼器デフレクタ７６、燃焼器ライナ７７、又はシュラウド組立体７８を含むことができる。フィルム冷却を利用する他の非限定的な実施例は、タービン移行ダクト及び排気ノズルを含む。

図３は、本発明の第１の実施形態によるエンジン構成要素８０の一部を示す概略断面図である。エンジン構成要素８０は、図１によるエンジン１０のエンジン構成要素とすることができ、矢印Ｈで表される高温ガス流中に配置することができる。矢印Ｃで表される冷却流体流は、エンジン構成要素を冷却するのに供給することができる。図１〜２に関して上記で検討したように、タービンエンジン関連において、冷却空気は、エンジンコア４４をバイパスさせたファン２０により供給される周囲空気、ＬＰ圧縮機２４からの流体、又はＨＰ圧縮機２６からの流体とすることができる。

エンジン構成要素８０は、高温燃焼ガス流Ｈに面する高温面８４と、冷却流体Ｃに面する冷却面８６とを有する基材８２を含む。基材８２は、エンジン構成要素８０の壁を形成することができ、該壁は、エンジン構成要素８０の外壁又は内壁とすることができる。第１のエンジン構成要素８０は、冷却面８６を含む少なくとも１つの内部キャビティ８８を定めることができる。高温面８４は、エンジン構成要素８０の外面とすることができる。ガスタービンエンジンの場合において、高温面８４は、１０００°Ｃ〜２０００°Ｃの範囲の温度を有するガスに晒される可能性がある。基材８２の好適な材料は、限定ではないが、鋼鉄、チタンのような高融点金属、或いは、ニッケル、コバルト、又は鉄ベースの超合金、並びにセラミックマトリックスを含む。超合金は、等軸、一方向凝固、及び単結晶構造のものを含むことができる。

エンジン構成要素８０は更に、内部キャビティ８８とエンジン構成要素８０の高温面８４との間の流体連通を提供する基材８２を通って延びる１又はそれ以上のフィルム孔９０を含む。作動中、冷却流体流Ｃは、内部キャビティ８８に供給されてフィルム孔９０から出て、高温面８４上に冷却空気の薄い層又はフィルムを生成し、該高温面８４を高温燃焼ガス流Ｈから保護する。図３には１つのフィルム孔９０のみが図示されているが、エンジン構成要素８０は、複数のフィルム孔９０を備えることができ、エンジン構成要素８０上の何れかの所望の構成で配列することができることは理解される。

本明細書で検討される実施形態の何れかにおいて、基材８２は、略平坦であるように示されているが、基材８２は、多くのエンジン構成要素８０について湾曲することができることは理解される。しかしながら、基材８２の湾曲は、フィルム孔９０のサイズと比べて僅かとすることができ、よって検討及び説明の目的で基材８２は平坦として図示される。基材８２がフィルム孔９０に対して局所的に平坦又は湾曲であるかに関わらず、高温面及び冷却面８４，８６は、本明細書で図示されるように互いに平行とすることができ、或いは、非平行面に位置してもよい。

フィルム孔９０は、基材８２の冷却面８６上に設けられた入口９２と、高温面８４上に設けられた出口９４と、入口９２及び出口９４を接続する通路９６と、を有することができる。通路９６は、冷却流体流Ｃの質量流量を調量する調量セクション９８と、冷却流体流Ｃが膨張してより広範囲の冷却フィルムを形成することができる拡散セクション１００と、を含むことができる。調量セクション９８は、通路９６を通る冷却流体流Ｃの方向に垂直な最小断面積を有する通路９６の一部とすることができる。調量セクション９８は、通路９６が最小断面積又は通路９６の伸長セクションを有する離散的位置にあることができる。拡散セクション１００は、通路９６を通る冷却流体流Ｃの方向に対して調量セクション９８の下流側にある。拡散セクション１００は、調量セクション９８と直列流れ連通することができる。調量セクション９８は、入口９２又はその近傍に設けることができ、拡散セクション１００は、出口９４又はその近傍に設けることができる。

通路９６を通る冷却流体流Ｃは、本明細書で中心線１０２とも呼ばれる通路９６の長手方向軸線に沿っており、該長手方向軸線は、調量セクション９８の断面積の幾何学的中心を通過する。フィルム孔９０は、通路９６を通る冷却流体流Ｃの下流側方向で傾斜することができ、その結果、中心線１０２は、高温面及び冷却面８４，８６に非直交となる。或いは、フィルム孔９０は、中心線１０２が通る基材８２の局所的区域において高温面及び冷却面８４，８６の一方又は両方に直交する中心線１０２を有することができる。他の実施形態では、フィルム孔９０の中心線１０２は、高温燃焼ガス流Ｈの方向には配向されず、冷却流体流Ｃのベクトルが高温燃焼ガス流Ｈのベクトルと異なるようになる。例えば、合成角を有するフィルム孔は、断面だけでなく高温面８４で見た見下ろし視点においても高温燃焼ガス流Ｈのベクトルと異なる冷却流ベクトルを定める。

出口９４は、上流側縁部１０４及び下流側縁部１０６を含み、ここで通路９６が基材８２の高温面８４と交差する。縁部１０４，１０６は、一般に、高温燃焼ガス流Ｈの方向に対して定めることができ、高温燃焼ガス流Ｈは一般に、高温面８４に対して、すなわち出口９４を過ぎて上流側方向１０８及び下流側方向１１０を定める。上流側縁部１０４は、下流側方向１１０にほぼ面し、下流側縁部１０６は、上流側方向１０８にほぼ面している。

エンジン構成要素８０は更に、基材８２の高温面８４上に流れ調整構造１１２を備える。流れ調整構造１１２は、出口９４から下流側に物理的に離間して配置され、出口９４から表出して高温面８４により効果的に付着する冷却流体流Ｃを誘起するように構成されている。

例示の実施形態において、流れ調整構造１１２は、高温面８４において少なくとも１つの凹部を含む。凹部１１２は、出口９４の直近にはなく、凹部１１２がフィルム孔９０と物理的に接続されないようにバッファ領域１１４だけ出口９４から離隔されている。図３のように断面で見たときに、凹部１１２は、高温燃焼ガス流Ｈの方向に対してほぼ定められた上流側縁部１１６及び下流側縁部１１８を有する。上流側縁部１１６は、下流側方向１１０にほぼ面し、下流側縁部１１８は、上流側方向１０８にほぼ面している。凹部１１２は、フィルム孔９０の中心線１０２に対して中心に位置することができ、出口９４の周りに少なくとも部分的に延びることができる。

バッファ領域１１４は、出口９４の下流側縁部１０６と凹部１１２の上流側縁部１１６との間に延びる。バッファ領域１１４は、出口９４と凹部１１２の間に高温面８４の領域を含むことができ、この場合の領域は、フィルム孔９０又は凹部１１２の何れかの一部を含まない。

バッファ領域１１４は、出口９４の下流側縁部１０６と凹部１１２の上流側縁部１１６との間に幅Ｗを定める。バッファ領域１１４の幅Ｗは、凹部１１２が出口９４に近接するように極めて小さい状態から、凹部１１２が出口９４から離れて配置されるようにより大きい状態まで変えることができる。実施可能な幅Ｗの範囲の最小側では、バッファ領域１１４は、フィルム孔９０及び凹部１１２が他方を損傷することなく形成できるほど十分に大きくすることができる。バッファ領域１１４は、フィルム孔９０の出口９４及びその出口成形を凹部１１２から機能及びスペースの点で切り離した状態にする。このことは、所要の公差を許容することを含めて各要素の精密な製造を維持するだけでなく、冷却流体流Ｃが凹部１１２又はこの流れを修正する他の流れ調整機構に衝突する前に、この冷却流体流Ｃがフィルム孔９０の出口９４にて完全に形成又は拡散できるようにする。実施可能な幅Ｗの範囲の最大側では、バッファ領域１１４は、流体流れに対する調整作用を相殺するほど離れてはおらず、このため、実施可能な最大幅Ｗは、冷却流体流Ｃの運動量に依存することができる。従って、バッファ領域１１４の幅Ｗは、好ましくは０．５Ｄ〜５Ｄの範囲内に含まれ、ここでＤはフィルム孔９０の調量セクション９８により定められる調量直径である。すなわち、バッファ領域１１４の幅Ｗは、調量直径Ｄの２分の１〜４倍であるのが好ましい。

本発明のこの実施形態又は他の何れかの実施形態の調量セクション９８に関して用いられる用語「調量直径（Ｄ）」は、調量セクション９８を特定の何れかの断面に限定するものではなく、ここで調量セクション９８の断面は、通路９６を通る冷却流体流Ｃの方向に垂直に定められる点に留意されたい。この実施形態において、調量セクション９８はほぼ円形の断面である。しかしながら、調量セクション９８の特定の断面形状は、本発明の他の実施形態では異なることができ、例えば、矩形又は楕円形とすることができる。非円形の調量セクション９８では、調量直径Ｄは、断面の水力直径とすることができ、これは、一般に、断面周長で除算した断面積の４倍として定義される。パーカッション（衝撃）レーザ機械加工によって一般に生成されるもののような略円形である極めて不規則な調量セクション９８では、調量直径Ｄは、損傷なしで調量セクション９８を通過できる最大円形ピンの直径とすることができる。やはり不規則な面を有する非円形セクションでは、調量直径Ｄは、損傷なしで通過できる適切に成形された最大ピンの水力直径とすることができる。拡散セクション１００の前の非直線又は非一定の断面長さでは、最大断面積位置にて同じ全体的定義付けを用いることができる。

出口９４から表出して高温面８４に付着させる冷却流体流Ｃを誘起する凹部１１２の構成は、凹部１１２の断面形状によって少なくとも部分的に定めることができる。例示の凹部１１２は、上流側及び下流側縁部１１６，１１８の間で略凹面状又は内向きに湾曲した断面形状を有し、縁部１１６，１１８は高温面８４と交わり又は一体化する。凹部１１２の断面形状は、以下でより詳細に説明するように、実質的に一定のままとすることができ、或いは変わることができる。

図４は、図３によるエンジン構成要素８０の高温面８４の斜視図である。出口９４は、該出口９４の上流側及び下流側縁部１０４，１０６を含む外周にて高温面８４と交わる。凹部１１２はまた、該凹部１１２の上流側及び下流側縁部１１６，１１８を含む外周にて高温面８４と交わる。バッファ領域１１４に起因して、凹部の外周は、出口の外周と連続していない。

出口９４から表出して高温面８４に付着させる冷却流体流Ｃを誘起する凹部１１２の構成はまた、凹部１１２の外周形状によって少なくとも部分的に定めることができ、フィルム孔９０用の出口９４の形状に依存することができる。より具体的には、凹部１１２の外周は、出口９４の外周と関連して構成することができる。例示の出口９４は、略直線的形状の外周を有する。これに対応して、例示の凹部１１２は、１又はそれ以上の直線状セグメントを有する外周を含む。他の出口９４は、丸みのある外周形状を有することができ、これに対応して、凹部１１２は、１又はそれ以上の湾曲セグメントを有することができる。凹部１１２は更に、出口９４の周りで直線状セグメントと湾曲セグメントの組み合わせを有することができる。

より具体的には、出口９４は、実質的に台形形状の外周を有し、実質的に直線状の上流側縁部１０４は、下流側方向で互いに発散する実質的に直線状の側縁１２０，１２２により実質的に直線状の下流側縁部１０６と接合されている。側縁１２０，１２２は、鋭利なコーナー又はフィレットではなく滑らかな曲線として上流側及び下流側縁部１０４，１０６と一体化することができる。

凹部１１２は、出口９４の形状を実質的に辿り、中間部分１２４と該中間部分１２４の両端部から延びる２つの側方部分１２６，１２８とを含む複数の直線状セグメントを含む外周を有する。中間部分１２４は、一般に、下流側縁部１０６の下流側にあることができ、側方部分１２６，１２８は、一般に、中心線１０２に対して出口９４の側縁１２０，１２２それぞれに隣接することができる。各側方部分１２６，１２８は、高温面８４にテーパ付け又は一体化した自由端部１３０，１３２をそれぞれ有する。

例示の実施形態において、中間部分及び側方部分１２４，１２６，１２８は、互いに連続しており、全体として単一の凹部１１２を定める。他の実施形態において、側方部分１２６，１２８の一方又は両方は、中間部分１２４から離隔されて、１つよりも多い凹部を形成してもよい。従って、流れ調整構造は、全体として高温面８４において複数の凹部により定めることができる。

例示のフィルム孔９０において、ここでは凹部１１２が中心線１０２の周りで実質的に軸対称であり、中間部分１２４が中心線１０２に対し中心に位置し、側方部分１２６，１２８が出口９４の周りで等距離に延びる。本発明の他の実施形態において、凹部１１２は、中心線１０２の周りで非対称とすることができる。更に例示の実施形態において、側方部分１２６，１２８は、出口９４の上流側縁部１０４まで実質的に延びる。他の実施形態において、側方部分１２６，１２８は、側縁１２０，１２２に沿って部分的にのみ延びることができ、又は凹部１１２は、何らかの側方部分が無くてもよい。

凹部１１２の断面形状は、中間部分及び側方部分１２４，１２６，１２８に沿って実質的に一定のままとすることができる。例えば、断面形状は、側方部分１２６，１２８並びに中間部分１２４にて図３に示すように略凹面状又は内向きに湾曲することができる。他の実施形態において、断面形状は、中間部分及び側方部分１２４，１２６，１２８における流体状態の変化を補正するためこれらのうちの１又はそれ以上に沿って変化することができる。例えば、凹部１１２は、中間部分１２４にてより深くなり、側方部分１２６，１２８にてより浅くして、上流側方向１０８にテーパを付けることができる。他の非限定的な実施例において、凹部１１２は、鋸歯状又は周期的な断面形状を有することができる。

バッファ領域１１４はまた、出口９４及び凹部１１２の形状を辿り、出口９４の下流側縁部１０６及び側縁１２０，１２２の周りに延びる。バッファ領域１１４は、出口９４の下流側縁部１０６と凹部１１２の中間部分１２４との間に延びる中間領域１３４と、出口９４の側縁１２０，１２２と凹部１１２の側方部分１２６，１２８との間にそれぞれ延びる２つの側方領域１３６，１３８と、を含む。

図５〜６は、図３〜４それぞれに類似した図であり、エンジン構成要素８０に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示している。作動時には、冷却流体流Ｃは、入口９２を通じてフィルム孔９０に流入し、調量セクション９８及び拡散セクション１００を通過した後、出口９４にて高温面８４に沿ってフィルム孔９０から流出する。冷却流体流Ｃが出口９４から出たときに高温燃焼ガス流Ｈへ過剰に侵入することにより、冷却流体流Ｃが基材８２の高温面８４から直ちに押し流れる結果を招く可能性があり、これによりフィルム孔９０による流体の冷却効率が低下する。凹部１１２は、出口９４から表出して高温面８４に付着させる冷却流体流Ｃを誘起する。具体的には、凹部１１２は、冷却流体流Ｃを出口９４の下流側の冷却流体フィルムとして基材８２の高温面８４に付着させたままにするのを助ける。出口９４の下流側縁部及び側縁の両方に沿って延びる凹部１１２は、境界層トラップ部としての機能を果たし、これにより、冷却流体流Ｃを高温面８４に近接して維持して誘起し、高温燃焼ガス流Ｈとの混合を低減するようにフィルム孔９０の直ぐ外の領域を調整することによって、冷却流体流Ｃと高温燃焼ガス流Ｈとの過剰な相互作用の悪影響が低減される。凹部１１２は、冷却流体流Ｃを成形するよう出口９４の下流側で隣接する高温面８４を調整して、高温面８４上への形成時に冷却境界層を操作し、高温燃焼ガス流Ｈの大部分が出口領域付近の冷却流体と混合するのを防ぐようにする。

図７は、本発明の第２の実施形態による流れ調整構造を有するエンジン構成要素８０を示す概略断面図である。エンジン構成要素８０は、第１の実施形態のエンジン構成要素と実質的に同じであり、同じ要素は、同じ参照符号で示される。第２の実施形態は、凹部１１２が高温燃焼ガス流Ｈに対して下流側方向でテーパ付けされている点で、第１の実施形態と異なる。例示の凹部１１２は、上流側縁部１１６から略凹面状又は内向きに湾曲した断面形状を有し、下流側縁部１１８が高温面８４内に一体化されるように下流側方向でテーパ１４０を含む。

図８は、エンジン構成要素８０に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示している。冷却流体流Ｃとしての高温燃焼ガス流Ｈの流れパターンは、図５〜６の第１の実施形態について上記で説明したものと実質的に同様とすることができる。凹部１１２上にテーパ１４０を設けることにより、凹部１１２により提供される冷却作用の増加の一部が相殺される可能性がある特定の状況下での凹部１１２による流体渦流の発生が低減又は排除される。

図９は、本発明の第３の実施形態による流れ調整構造を有するエンジン構成要素８０を示す概略断面図である。エンジン構成要素８０は、第１の実施形態のエンジン構成要素と実質的に同じであり、同じ要素は同じ参照符号により示される。第３の実施形態は、流れ調整構造が高温面８４からの少なくとも１つの突起部１４２を含む点で、第１の実施形態と異なる。突起部１４２は、出口９４の直近にはなく、突起部１４２がフィルム孔９０と物理的に接続されないようにバッファ領域１４４によって出口９４から離隔されている。図９のように断面で見たときに、突起部１４２は、高温燃焼ガス流Ｈの方向に対してほぼ定められた上流側縁部１４６及び下流側縁部１４８を有する。上流側縁部１４６は、上流側方向１０８にほぼ面し、下流側縁部１４８は、下流側方向１１０にほぼ面している。突起部１４２は、フィルム孔９０の中心線１０２に対して中心に位置することができ、出口９４の周りに少なくとも部分的に延びることができる。

バッファ領域１４４は、出口９４の下流側縁部１０６と突起部１４２の上流側縁部１４６との間に延びる。バッファ領域１４４は、出口９４と突起部１４２の間に高温面８４の領域を含むことができ、この場合の領域は、フィルム孔９０又は突起部１４２の何れかの一部を含まない。

バッファ領域１４４は、出口９４の下流側縁部１０６と突起部１４２の上流側縁部１４６との間に幅Ｗを定める。バッファ領域１４４の幅Ｗは、突起部１４２が出口９４に近接するように極めて小さい状態から、突起部１４２が出口９４から離れて配置されるようにより大きい状態まで変えることができる。実施可能な幅Ｗの範囲の最小側では、バッファ領域１４４は、フィルム孔９０及び突起部１４２が他方を損傷することなく形成できるほど十分に大きくすることができる。バッファ領域１４４は、フィルム孔９０の出口９４及びその出口成形を突起部１４２から機能及びスペースの点で切り離した状態にする。このことは、所要の公差を許容することを含めて各要素の精密な製造を維持するだけでなく、冷却流体流Ｃが突起部１４２又はこの流れを修正する他の流れ調整機構に衝突する前に、この冷却流体流Ｃがフィルム孔９０の出口９４にて完全に形成又は拡散できるようにする。実施可能な幅Ｗの範囲の最大側では、バッファ領域１４４は、流体流れに対する調整作用を相殺するほど離れてはおらず、従って、実施可能な最大幅Ｗは、冷却流体流Ｃの運動量に依存することができる。すなわち、バッファ領域１４４の幅Ｗは、好ましくは０．５Ｄ〜５Ｄの範囲内に含まれ、ここでＤはフィルム孔９０の調量セクション９８により定められる調量直径である。すなわち、バッファ領域１４４の幅Ｗは、調量直径Ｄの２分の１〜４倍であるのが好ましい。

出口９４から表出して高温面８４に付着させる冷却流体流Ｃを誘起する突起１４２の構成は、突起部１４２の断面形状によって少なくとも部分的に定めることができる。例示の突起部１４２は、上流側及び下流側縁部１４６，１４８の間で略凹面状又は内向きに湾曲した断面形状を有し、縁部１４６，１４８は高温面８４と交わり又は一体化する。突起部１４２の断面形状は、以下でより詳細に説明するように、実質的に一定のままとすることができ、或いは変わることができる。

図１０は、図９によるエンジン構成要素８０の高温面８４の斜視図である。第３の実施形態の出口９４は、第１の実施形態とは異なる外周形状を有することができる。例示の出口９４は、ほぼ丸みのある形状の外周を有する。これに対応して、例示の突起部１４２は、１又はそれ以上の湾曲セグメントを有する外周を含む。他の出口９４は、直線状の外周形状を有することができ、これに対応して突起部１４２は、１又はそれ以上の直線状セグメントを有することができる。突起部１４２は更に、出口９４の周りで直線状セグメントと湾曲セグメントの組み合わせを有することができる。バッファ領域１４４に起因して、突起部外周は、出口外周と連続していない。

より具体的には、出口９４は、実質的に楕円形状の外周を有し、上流側及び下流側縁部１０４，１０６が互いに交わるように湾曲している。突起部１４２は、出口９４の形状を実質的に辿る外周を有し、中間部分１５０と、該中間部分１５０の端部から延びる２つの側方部分１５２，１５４とを含む馬蹄形状に湾曲している。中間部分１５０は、出口９４の下流側縁部１０６のほぼ下流側に存在することができ、側方部分１５２，１５４は、中心線１０２に対して出口９４にほぼ隣接することができる。各側方部分１５２，１５４は、高温面８４にテーパ付け又は一体化した自由端部１５６，１５８をそれぞれ有する。

例示の実施形態において、中間部分及び側方部分１５０，１５２，１５４は、互いに連続しており、全体として単一の突起部１４２を定める。他の実施形態において、側方部分１５２，１５４の一方又は両方は、中間部分１５０から離隔されて、１つよりも多い突起部を形成してもよい。従って、流れ調整構造は、全体として高温面８４において複数の突起部により定めることができる。

例示のフィルム孔９０において、ここでは突起部１４２が中心線１０２の周りで実質的に軸対称であり、中間部分１５０が中心線１０２に対し中心に位置し、側方部分１５２，１５４が出口９４の周りで等距離に延びる。本発明の他の実施形態において、突起部１４２は、中心線１０２の周りで非対称とすることができる。更に例示の実施形態において、側方部分１５２，１５４は、出口９４の上流側縁部１０４まで実質的に延びる。他の実施形態において、側方部分１５２，１５４は、出口９４に沿って部分的にのみ延びることができ、又は突起部１４２は、何らかの側方部分が無くてもよい。

突起部１４２の断面形状は、中間部分及び側方部分１５０、１５２，１５４に沿って実質的に一定のままとすることができる。例えば、断面形状は、側方部分１５２，１５４並びに中間部分１５０にて図９に示すように略凹面状又は内向きに湾曲することができる。他の実施形態において、断面形状は、中間部分及び側方部分１５０、１５２，１５４における流体状態の変化を補正するためこれらのうちの１又はそれ以上に沿って変化することができる。例えば、突起部１４２は、中間部分１５０にてより深くなり、側方部分１５２，１５４にてより浅くして、上流側方向１０８にテーパを付けることができる。他の実施例において、突起部１４２は、鋸歯状又は周期的な断面形状を有することができる。

バッファ領域１４４はまた、出口９４及び突起部１４２の形状を辿り、出口９４の周りに延びる。バッファ領域１４４は、出口９４の下流側縁部１０６と突起部１４２の中間部分１５０との間に延びる中間領域１６０と、側方出口９４と、突起部１４２の側方部分１５２，１５４との間にそれぞれ延びる２つの側方領域１６２，１６４と、を含む。

図１１〜１２は、図９〜１０と同様の図であり、エンジン構成要素８０に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示す。作動時には、冷却流体流Ｃは、入口９２を通じてフィルム孔９０に流入し、調量セクション９８及び拡散セクション１００を通過した後、出口９４にて高温面８４に沿ってフィルム孔９０から流出する。図５〜６に関して上記で説明されたように、冷却流体流Ｃが出口９４から出たときに高温燃焼ガス流Ｈへ過剰に侵入することにより、冷却流体流Ｃが基材８２の高温面８４から直ちに押し流れる結果を招く可能性があり、これによりフィルム孔９０による流体の冷却効率が低下する。突起部１４２は、出口９４から表出して高温面８４に付着させる冷却流体流Ｃを誘起する。具体的には、突起部１４２は、冷却流体流Ｃを出口９４の下流側の冷却流体フィルムとして基材８２の高温面８４に付着させたままにするのを助ける。突起部１４２は、冷却流体流Ｃを成形するよう出口９４の下流側で隣接する高温面８４を調整して、高温面８４上への形成時に冷却境界層を操作し、高温燃焼ガス流Ｈの大部分が出口領域付近の冷却流体と混合するのを防ぐようにする。突起部１４２は更に、最も高温の燃焼ガス流Ｈを冷却流体流Ｃから離れて偏向させる機能を果たす。冷却流体流Ｃを上方に移動させて突起部１４２を覆うことができるようにすることにより、高温燃焼ガス流Ｈが冷却流体流Ｃの下に侵入できないようにする。

図１３は、本発明の第４の実施形態による流れ調整構造を有するエンジン構成要素８０を示す概略断面図である。エンジン構成要素８０は、第３の実施形態のエンジン構成要素と実質的に同じであり、同じ要素は、同じ参照符号で示される。第４の実施形態は、突起部１４２が高温燃焼ガス流Ｈに対して下流側方向でテーパ付けされている点で、第３の実施形態と異なる。例示の突起部１４２は、上流側縁部１４６から略凹面状又は内向きに湾曲した断面形状を有し、下流側縁部１４８が高温面８４内に一体化されるように下流側方向でテーパ１６６を含む。

図１４は、エンジン構成要素８０に対する高温燃焼ガス及び冷却流体の流れを示している。冷却流体流Ｃとしての高温燃焼ガス流Ｈの流れパターンは、図１１〜１２の第３の実施形態について上記で説明したものと実質的に同様とすることができる。突起部１４２上にテーパ１６６を設けることにより、突起部１４２での流れ剥離の可能性が低減又は排除される。

本発明の実施形態は、フィルム孔９０の調量セクション及び／又は拡散セクションの成形又は輪郭形成と組み合わせることができる。本発明の実施形態はまた、拡散セクションの無いフィルム孔にも適用することができる。本発明の実施形態はまた、スロットタイプのフィルム冷却にも適用することができ、この場合には出口９４が高温面８４上のスロット内に設けられる。更に、上述の実施形態の何れかににおいて、基材８２の高温面８４にコーティングを施工することができる。コーティングの非限定的な一部の実施例には、熱障壁コーティング、酸化保護コーティング、又はこれらの組み合わせが挙げられる。

本明細書で開示される本発明に関連する装置及び方法の様々な実施形態は、特にフィルム孔を有するタービン構成要素においてエンジン構造体に対する改善された冷却を提供する。記載のシステムの一部の実施形態の実施に際して実現できる１つの利点は、流れ調整構造をフィルム孔出口の下流側に設けて、出口から表出して高温面に付着させるようにする冷却流体流を調整することができる点である。記載の装置の一部の実施形態の実施に際して実現できる別の利点は、流れ調整構造を出口から離隔するバッファ領域を設けることにより、フィルム孔及び流れ調整構造を何れかの設計特徴要素の何れかに対して犠牲又は妨げることなくエンジン構成要素上に形成できることである。

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。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。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含む場合、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。

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
高温燃焼ガス流を発生するガスタービンエンジン用のエンジン構成要素であって、上記高温燃焼ガス流に面する高温面と冷却流体流に面する冷却面とを有し、上記高温燃焼ガス流が上記高温面に対する上流側方向及び下流側方向をほぼ定める基材と、上記基材を通って延び、上記冷却面上に設けられた入口と、上記高温面上に設けられた出口と、上記入口及び上記出口を接続する通路と、を有するフィルム孔と、上記高温面上の出口の下流側に設けられ、上記出口から表出して上記高温面に付着する上記冷却流体流を誘起するよう構成された流れ調整構造と、上記出口と上記流れ調整構造との間にあり、上記流れ調整構造が上記フィルム孔と物理的に接続されないようにするバッファ領域と、を備える、エンジン構成要素。
［実施態様２］
上記バッファ領域が、上記出口と上記流れ調整構造との間に上記高温面の領域を含む、実施態様１に記載のエンジン構成要素。
［実施態様３］
上記流れ調整構造が、上記高温面における凹部を含む、実施態様１に記載のエンジン構成要素。
［実施態様４］
上記凹部が、少なくとも１つの湾曲又は直線状セグメントを有する外周により定められる、実施態様３に記載のエンジン構成要素。
［実施態様５］
上記凹部が湾曲断面形状を含む、実施態様３に記載のエンジン構成要素。
［実施態様６］
上記凹部が更に、上記高温面と統合するテーパ付き下流側部分を含む、実施態様５に記載のエンジン構成要素。
［実施態様７］
上記流れ調整構造が、上記高温面からの突起部を含む、実施態様１に記載のエンジン構成要素。
［実施態様８］
上記突起部が、少なくとも１つの湾曲又は直線状セグメントを有する外周により定められる、実施態様７に記載のエンジン構成要素。
［実施態様９］
上記突起部が、湾曲断面形状を含む、実施態様７に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１０］
上記突起部が更に、上記高温面と統合するテーパ付き下流側部分を含む、実施態様９に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１１］
上記通路が、上記入口を定める調量セクションと、上記出口を定める拡散セクションとを含む、実施態様１に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１２］
上記通路が、上記冷却面及び上記高温面に非直交となるように上記下流側方向に傾斜した中心線を定める、実施態様１に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１３］
上記エンジン構成要素が、ブレード、ベーン、シュラウド、又は燃焼器ライナのうちの１つを含む、実施態様１に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１４］
上記基材が、上記冷却流体流が供給される内部を定める上記エンジン構成要素の外壁を含む、実施態様１に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１５］
上記流れ調整構造が更に、上記高温面上で上記出口に隣接して横方向に延びる、実施態様１に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１６］
上記バッファ領域が更に、上記出口の下流側縁部の周りに延びる、実施態様１５に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１７］
高温燃焼ガス流を発生するガスタービンエンジン用のエンジン構成要素であって、上記高温燃焼ガス流に面する高温面と冷却流体流に面する冷却面とを有し、上記高温燃焼ガス流が上記高温面に対する上流側方向及び下流側方向をほぼ定める基材と、上記基材を通って延び、上記冷却面上に設けられた入口と、上記高温面上に設けられた出口と、上記入口及び上記出口を接続する通路と、を有するフィルム孔と、上記高温面上の出口の下流側に設けられた凹部を含み、該凹部が上記出口から表出して上記高温面に付着する上記冷却流体流を誘起するよう構成されている流れ調整構造と、上記出口と上記凹部との間にあり、上記凹部が上記フィルム孔と物理的に接続されないようにするバッファ領域と、を備える、エンジン構成要素。
［実施態様１８］
上記バッファ領域が、上記出口と上記凹部との間に上記高温面の領域を含む、実施態様１７に記載のエンジン構成要素。
［実施態様１９］
高温燃焼ガス流を発生するガスタービンエンジン用のエンジン構成要素であって、上記高温燃焼ガス流に面する高温面と冷却流体流に面する冷却面とを有し、上記高温燃焼ガス流が上記高温面に対する上流側方向及び下流側方向をほぼ定める基材と、上記基材を通って延び、上記冷却面上に設けられた入口と、上記高温面上に設けられた出口と、上記入口及び上記出口を接続する通路と、を有するフィルム孔と、上記高温面上の出口の下流側に設けられた上記高温面からの突起部を含み、該突起部が上記出口から表出して上記高温面に付着する上記冷却流体流を誘起するよう構成されている流れ調整構造と、上記出口と上記突起部との間にあり、上記突起部が上記フィルム孔と物理的に接続されないようにするバッファ領域と、を備える、エンジン構成要素。
［実施態様２０］
上記バッファ領域が、上記出口と上記突起部との間に上記高温面の領域を含む、実施態様１９に記載のエンジン構成要素。

符号の説明
１０ガスタービンエンジン
１２中心線
１４前方
１６後方
１８ファンセクション
２０ファン
２２圧縮機セクション
２４ＬＰＣ
２６ＨＰＣ
２８燃焼セクション
３０燃焼器
３２タービンセクション
３４ＨＰＴ
３６ＬＰＴ
３８排気セクション
４０ファンケーシング
４２ファンブレード
４４コア
４６コアケーシング
４８ＨＰスプール
５０ＬＰスプール
５２ＬＰＣ段
５４ＨＰＣ段
５６ＬＰＣブレード
５８ＨＰＣブレード
６０ＬＰＣベーン
６２ＨＰＣベーン
６４ＨＰＴ段
６６ＬＰＴ段
６８ＨＰＴブレード
７０ＬＰＴブレード
７２ＨＰＴベーン
７４ＬＰＴベーン
７６デフレクタ
７７燃焼器ライナ
７８シュラウド組立体
８０エンジン構成要素
８２基材／壁
８４高温面
８６冷却面
８８内部キャビティ
９０フィルム孔
９２入口
９４出口
９６通路
９８調量セクション
１００拡散セクション
１０２中心線
１０４上流側縁部
１０６下流側縁部
１０８上流側方向
１１０下流側方向
１１２流れ調整構造
１１４バッファ領域
１１６上流側縁部
１１８下流側縁部
１２０出口側縁
１２２出口側縁
１２４中間部分
１２６側方部分
１２８側方部分
１３０端部
１３２端部
１３４中間領域
１３６側方領域
１３８側方領域
１４０テーパ
１４２突起部
１４４バッファ領域
１４６上流側縁部
１４８下流側縁部
１５０中間部分
１５２側方部分
１５４側方部分
１５６端部
１５８端部
１６０中間領域
１６２側方領域
１６４側方領域
１６６テーパ
Ｈ高温燃焼ガス流
Ｃ冷却流体流
Ｗバッファ領域の幅
Ｄ調量半径

Claims

高温燃焼ガス流を発生するガスタービンエンジン用のエンジン構成要素（８０）であって、
前記高温燃焼ガス流に面する高温面（８４）と冷却流体流に面する冷却面（８６）とを有し、前記高温燃焼ガス流が前記高温面（８４）に対する上流側方向及び下流側方向をほぼ定める基材（８２）と、
前記基材（８２）を通って延び、前記冷却面（８６）上に設けられた入口（９２）と、前記高温面（８４）上に設けられた出口（９４）と、前記入口（９２）及び前記出口（９４）を接続する通路（９６）と、を有するフィルム孔（９０）と、
前記高温面（８４）上の出口（９４）の下流側に設けられ、前記出口（９４）から表出して前記高温面（８４）に付着する前記冷却流体流を誘起するよう構成された流れ調整構造（１１２，１４２）と、
前記出口（９４）と前記流れ調整構造（１１２，１４２）との間にあり、前記流れ調整構造（１１２，１４２）が前記フィルム孔（９０）と物理的に接続されないようにするバッファ領域（１１４，１４４）と、
を備える、エンジン構成要素（８０）。
前記バッファ領域（１１４，１４４）が、前記出口（９４）と前記流れ調整構造（１１２，１４２）との間に前記高温面（８４）の領域を含む、請求項１に記載のエンジン構成要素（８０）。
前記流れ調整構造（１１２）が、前記高温面（８４）における凹部（１１２）又は突起部（１４２）のうちの１つを含む、請求項１に記載のエンジン構成要素（８０）。
前記流れ調整構造（１１２，１４２）が、少なくとも１つの湾曲又は直線状セグメントを有する外周により定められる、請求項３に記載のエンジン構成要素（８０）。
前記流れ調整構造（１１２，１４２）が、湾曲断面形状を含む、請求項３に記載のエンジン構成要素（８０）。
前記流れ調整構造（１１２，１４２）が更に、前記高温面（８４）と統合するテーパ付き下流側部分（１４０，１６０）を含む、請求項３に記載のエンジン構成要素（８０）。
前記通路（９６）が、前記入口（９２）を定める調量セクション（９８）と、前記出口（９４）を定める拡散セクション（１００）とを含む、請求項１に記載のエンジン構成要素（８０）。
前記通路（９６）が、前記冷却面（８６）及び前記高温面（８４）に非直交となるように前記下流側方向に傾斜した中心線（１０２）を定める、請求項１に記載のエンジン構成要素（８０）。
前記流れ調整構造（１１２，１４２）が更に、前記高温面（８４）上で前記出口（９４）に隣接して横方向に延びる、請求項１に記載のエンジン構成要素（８０）。
前記バッファ領域（１１４，１４４）が更に、前記出口（９４）の下流側縁部（１０６）の周りに延びる、請求項１に記載のエンジン構成要素（８０）。