特開 2019-15180 燃焼室の冷却機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-15180(P2019-15180A)

(43)【公開日】2019年1月31日

(54)【発明の名称】燃焼室の冷却機構

(51)【国際特許分類】

   F02K 9/64 20060101AFI20190104BHJP

   F02K 9/40 20060101ALI20190104BHJP

【ＦＩ】

   F02K9/64

   F02K9/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-130569(P2017-130569)

(22)【出願日】2017年7月3日

(71)【出願人】

【識別番号】503361400

【氏名又は名称】国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100181124

【弁理士】

【氏名又は名称】沖田 壮男

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(72)【発明者】

【氏名】川島 秀人

(72)【発明者】

【氏名】砂川 英生

(72)【発明者】

【氏名】根岸 秀世

(57)【要約】

【課題】第２方向の単位長さ当たりにより多くの流路を配置するとともに、燃焼室からの熱を冷媒に効果的に伝達させる燃焼室の冷却機構を提供する。
【解決手段】燃焼室の冷却機構１２は、燃焼室に接する底壁２１と、底壁に対して燃焼室とは反対側に配置された上壁２２と、底壁及び上壁と接し、底壁に沿う第１方向Ｚに延び、第１方向に直交する第２方向Ｙに並べて配置された複数の側壁２３と、を備え、底壁と上壁との間であって第２方向に隣り合う側壁の間に、略一定の幅の流路Ｃ１が形成されており、流路内を流れる冷媒Ｒ１に、底壁を介して伝達される燃焼室からの熱を、分散させて伝達させる熱分散構造２６が流路内に設けられている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室に接する底壁と、
前記底壁に対して前記燃焼室とは反対側に配置された上壁と、
前記底壁及び前記上壁と接し、前記底壁に沿う第１方向に延び、前記第１方向に直交する第２方向に並べて配置された複数の側壁と、
を備え、
前記底壁と前記上壁との間であって前記第２方向に隣り合う前記側壁の間に、略一定の幅の流路が形成されており、
前記流路内を流れる冷媒に、前記底壁を介して伝達される前記燃焼室からの熱を、分散させて伝達させる熱分散構造が前記流路内に設けられている、
燃焼室の冷却機構。

【請求項2】

前記熱分散構造は、前記流路内を前記流路の軸線方向に延びるとともに、前記軸線回りに周回する螺旋羽状に形成された仕切り部材を備える、
請求項１に記載の燃焼室の冷却機構。

【請求項3】

前記熱分散構造は、前記流路内に配置され、前記流路の軸線方向の一方側から他方側に向かうに従い、前記底壁に漸次近づく形状の案内部材を備える、
請求項１に記載の燃焼室の冷却機構。

【請求項4】

前記熱分散構造は、前記流路が、前記第２方向に蛇行しながら前記第１方向に延びる形状を備える、
請求項１に記載の燃焼室の冷却機構。

【請求項5】

前記熱分散構造は、前記流路の幅が、前記底壁側から前記上壁側に向かうに従い、漸次広くなる形状を備える、
請求項１に記載の燃焼室の冷却機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼室の冷却機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃焼室内を流れる燃焼ガスを冷却するために、例えば特許文献１に記載されているような燃焼室の冷却機構が用いられている。

【0003】

特許文献１に開示された燃焼室の冷却機構は、燃焼室に接する底壁と、上壁と、複数の側壁とを備えている。底壁と前記上壁との間であって隣り合う仕切壁の間には、流路が形成されている。各流路は、第１方向に沿って延びる第１流路及び第２流路と、第１流路と第２流路との間に配置される接続流路と、を備えている。第２流路は、第１流路に対して、底壁に沿い、かつ第１方向に直交する第２方向にオフセットして配置されている。

【0004】

第１流路から接続流路に流れ込んだ冷媒は、接続流路内で衝突することで攪拌される。攪拌された冷媒は、接続流路から第２流路に流れ込む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−１６６５９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述した従来の燃焼室の冷却機構では、第１流路と第２流路とが第２方向に互いに離間しているため、流路の幅が第２方向に広くなる。このため、第２方向の単位長さ当たりに数多くの流路を配置しにくいという問題がある。
また、燃焼室内を流れる燃焼ガスを効率的に冷却することが望まれている。

【0007】

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、第２方向の単位長さ当たりにより多くの流路を配置するとともに、燃焼室からの熱を冷媒に効果的に伝達させる燃焼室の冷却機構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】

【0008】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の燃焼室の冷却機構は、燃焼室に接する底壁と、前記底壁に対して前記燃焼室とは反対側に配置された上壁と、前記底壁及び前記上壁と接し、前記底壁に沿う第１方向に延び、前記第１方向に直交する第２方向に並べて配置された複数の側壁と、を備え、前記底壁と前記上壁との間であって前記第２方向に隣り合う前記側壁の間に、略一定の幅の流路が形成されており、前記流路内を流れる冷媒に、前記底壁を介して伝達される前記燃焼室からの熱を、分散させて伝達させる熱分散構造が前記流路内に設けられている。

【0009】

また、上記の燃焼室の冷却機構において、前記熱分散構造は、前記流路内を前記流路の軸線方向に延びるとともに、前記軸線回りに周回する螺旋羽状に形成された仕切り部材を備えてもよい。
また、上記の燃焼室の冷却機構において、前記熱分散構造は、前記流路内に配置され、前記流路の軸線方向の一方側から他方側に向かうに従い、前記底壁に漸次近づく形状の案内部材を備えてもよい。

【0010】

また、上記の燃焼室の冷却機構において、前記熱分散構造は、前記流路が、前記第２方向に蛇行しながら前記第１方向に延びる形状を備えてもよい。
また、上記の燃焼室の冷却機構において、前記熱分散構造は、前記流路の幅が、前記底壁側から前記上壁側に向かうに従い、漸次広くなる形状を備えてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の燃焼室の冷却機構によれば、流路の幅が略一定であるため、第２方向の単位長さ当たりにより多くの流路を配置することができる。さらに、流路内に熱分散構造が設けられているため、流路内において燃焼室により加熱される底壁側の部分の冷媒の温度が、流路内のうちの他の部分の温度よりも高くなりすぎるのを抑えて、燃焼室からの熱を冷媒に効果的に伝達させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１実施形態の冷却機構が用いられるロケットエンジンの斜視図である。

【図2】同ロケットエンジンの燃焼器における軸線に直交する面Ａ１による断面図である。

【図3】図１における上壁を透過した斜視図である。

【図4】同冷却機構における要部の上壁を透過した斜視図である。

【図5】図４中の切断線Ｖ−Ｖの断面図である。

【図6】同冷却機構の仕切り部材の斜視図である。

【図7】図４中の切断線ＶＩＩ−ＶＩＩの断面図である。

【図8】図４中の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩの断面図である。

【図9】図４中の切断線ＩＸ−ＩＸの断面図である。

【図10】本発明の第２実施形態の冷却機構における要部の上壁を透過した斜視図である。

【図11】図１０中におけるＸＩ方向矢視図である。

【図12】本発明の第３実施形態の冷却機構における要部の上壁を透過した斜視図である。

【図13】図１２中の領域Ａ３における、流路の軸線に直交する断面図である。

【図14】本発明の第４実施形態の冷却機構における要部の上壁を透過した斜視図である。

【図15】同冷却機構の流路における、流路の軸線に直交する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１実施形態）
以下、本発明に係る燃焼室の冷却機構（以下、冷却機構と略して言う）の第１実施形態を、図１から図９を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の冷却機構が用いられるロケットエンジン１の斜視図である。ロケットエンジン１は、燃焼器１１と、ノズル１６と、を備えている。燃焼器１１は円筒状に形成された冷却機構１２を有している。冷却機構１２の内側には、燃焼室１３が形成されている。

【0014】

図２及び図３に示すように、冷却機構１２は、底壁２１と、上壁２２と、複数の側壁２３と、を有している。なお、図２においては、側壁２３等を見やすくするために、冷却機構１２を燃焼器１１の径方向Ｘに厚く示している。
底壁２１は、円筒状に形成され、燃焼室１３に接している。
上壁２２は、底壁２１に対して燃焼室１３とは反対側に、底壁２１に対向するように配置されている。上壁２２は、円筒状に形成され、底壁２１を径方向Ｘ外側から囲うとともに底壁２１と同軸に配置されている。

【0015】

側壁２３は、底壁２１に沿う第１方向Ｚに延びている。本実施形態では、第１方向Ｚは、燃焼器１１の中心軸に沿う方向である。側壁２３は、底壁２１及び上壁２２とそれぞれ接している。複数の側壁２３は、第１方向Ｚに直交する第２方向Ｙに並んで配置されている。本実施形態では、第２方向Ｙは、燃焼器１１の周方向である。なお、径方向Ｘ、及び周方向である第２方向Ｙは、周方向の位置により変化するため、径方向Ｘ、第１方向Ｚ、及び第２方向Ｙは、図２、及び図４以降に示す。
複数の側壁２３は、底壁２１と一体に形成されている。
底壁２１と上壁２２との間であって第２方向Ｙに隣り合う側壁２３の間に、流路Ｃ１が形成されている。なお、図３及び後述する図４、図１０、図１２、及び図１４においては、上壁２２を透過して示している。また、図３においては、複数の流路Ｃ１の本数を減らして示している。
以下では、冷却機構１２を構成する複数本の流路Ｃ１のうちの数本の流路Ｃ１、及びこれらの流路Ｃ１を構成する底壁２１、上壁２２、及び側壁２３について説明する。

【0016】

図４は、冷却機構１２のうちの３本の流路Ｃ１分の斜視図である。本実施形態では、側壁２３は、第１方向Ｚに沿って直線状に延びている。流路Ｃ１の軸線は、第１方向Ｚに沿って延びている。流路Ｃ１は、第１方向Ｚの位置によらず略一定の幅である。ここで言う、第１方向Ｚの位置によらず流路Ｃ１の幅が略一定とは、例えば、第１方向Ｚの位置による最小の流路Ｃ１の幅に対する最大の流路Ｃ１の幅の比が、１４０％以内であることを意味する。この比は、１２０％以内であることがより好ましい。
図５に示すように、例えば、流路Ｃ１の第１方向Ｚに直交する平面による断面形状は、径方向Ｘに長い矩形状である。側壁２３の第１方向Ｚに直交する平面による断面形状は、径方向Ｘに長い矩形状である。

【0017】

図４から図６に示すように、流路Ｃ１内には、仕切り部材（熱分散構造）２６が配置されている。仕切り部材２６は、流路Ｃ１内を第１方向Ｚに延びるとともに、流路Ｃ１の軸線回りに周回する螺旋羽状に形成されている。言い替えれば、仕切り部材２６は、流路Ｃ１の軸線方向の各位置において、流路Ｃ１の軸線を通るとともに、両端部が底壁２１、上壁２２、及び側壁２３の少なくとも１つにそれぞれ接触している。仕切り部材２６は、流路Ｃ１の第１端部から第２端部に向かうに従い、流路Ｃ１の軸線周りに周回することで、流路Ｃ１を、第１分割流路Ｃ２と第２分割流路Ｃ３とに仕切っている。
図５に示すように、仕切り部材２６の流路Ｃ１の軸線に直交する断面形状は、矩形状である。以下では、この仕切り部材２６の矩形状の断面形状のうち、長さが長い方の寸法を幅と言い、長さが短い方の寸法を厚さと言う。
なお、分割流路Ｃ２、Ｃ３内を冷媒Ｒ１が流れる。冷媒Ｒ１の種類は特に限定されないが、例えば冷媒Ｒ１は液体水素である。例えば、冷媒Ｒ１は、図４に示すように、第１方向Ｚに沿って一方側から他方側に向かう矢印Ｆ１の向きに流れる。

【0018】

図４及び図６に示すように、仕切り部材２６は、第１方向Ｚの基準長さＬ１ごとに流路Ｃ１の軸線周りに１回転している。より詳しく説明すると、図４中の切断線Ｖ−Ｖによる冷却機構１２の断面図が、図５である。図５では、仕切り部材２６は、第２方向Ｙに沿って延び、一対の側壁２３にそれぞれ接している。なお、本実施形態では、第１方向Ｚの位置によらず、仕切り部材２６の厚さが一定である。
図７は、図４中の切断線ＶＩＩ−ＶＩＩによる冷却機構１２の断面図である。仕切り部材２６は、第２方向Ｙの一方側（紙面左側）から他方側（紙面右側）に向かうに従い漸次、底壁２１に近付くように傾斜している。仕切り部材２６は、一対の側壁２３にそれぞれ接している。

【0019】

図８は、図４中の切断線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩによる冷却機構１２の断面図である。仕切り部材２６は、径方向Ｘに沿って延び、底壁２１及び上壁２２にそれぞれ接している。
図９は、図４中の切断線ＩＸ−ＩＸによる冷却機構１２の断面図である。仕切り部材２６は、第２方向Ｙの一方側から他方側に向かうに従い漸次、上壁２２に近付くように傾斜している。仕切り部材２６は、一対の側壁２３にそれぞれ接している。

【0020】

図５において流路Ｃ１の底壁２１側の位置に配置された第１分割流路Ｃ２は、冷媒Ｒ１が矢印Ｆ１の向きに流れるに従い、図９に示すように流路Ｃ１の上壁２２側の位置に配置される。同様に、図５において流路Ｃ１の上壁２２側の位置に配置された第２分割流路Ｃ３は、冷媒Ｒ１が矢印Ｆ１の向きに流れるに従い、図９に示すように流路Ｃ１の底壁２１側の位置に配置される。なお、分割流路Ｃ２、Ｃ３のうち、底壁２１側の位置に配置された流路が燃焼室１３により加熱されやすく、上壁２２側の位置に配置された流路が燃焼室１３により加熱されにくい。
すなわち、冷媒Ｒ１が矢印Ｆ１の向きに流れるに従い、第１分割流路Ｃ２の位置が底壁２１側の位置、上壁２２側の位置、底壁２１側の位置、‥、と交互に入れ替わり、これに対応して、第２分割流路Ｃ３の位置が上壁２２側の位置、底壁２１側の位置、上壁２２側の位置、‥、と交互に入れ替わる。

【0021】

第１方向Ｚの位置により、底壁２１側の位置に配置される分割流路Ｃ２、Ｃ３が入れ替わることで、分割流路Ｃ２、Ｃ３内を流れる冷媒Ｒ１に、底壁２１を介して伝達される燃焼室１３からの熱を分散させて伝達させる。
第１方向Ｚにおいて、分割流路Ｃ２、Ｃ３内を流れる冷媒Ｒ１の燃焼室１３からの距離が変化することで、分割流路Ｃ２、Ｃ３内を流れる一部の冷媒Ｒ１のみが燃焼室１３により加熱され過ぎるのが防止される。

【0022】

なお、本実施形態では仕切り部材２６の厚さが一定であるため、図８に示すように仕切り部材２６が径方向Ｘに沿って延びて仕切り部材２６の幅が比較的長いときに、分割流路Ｃ２、Ｃ３の軸線に直交する断面積が狭くなる。
一方で、図５に示すように仕切り部材２６が第２方向Ｙに沿って延びて仕切り部材２６の幅が比較的短いときに、分割流路Ｃ２、Ｃ３の軸線に直交する断面積が広くなる。

【0023】

なお、底壁２１、上壁２２、複数の側壁２３、及び仕切り部材２６は、銅等の金属で形成されている。また、冷却機構１２を製造するには、立体的な形状が印刷可能な公知の３次元プリンタ等を用いることができる。

【0024】

次に、以上のように構成されたロケットエンジン１の作用について、冷却機構１２に重点をおいて説明する。
燃焼室１３内で燃料が燃焼されると、燃焼室１３内を数千℃の燃焼ガスが流れる。燃焼ガスは、矢印Ｆ１の向きとは反対の向きに流れる。図示しないターボポンプ等の搬送手段により、各分割流路Ｃ２、Ｃ３内を矢印Ｆ１の向きに冷媒Ｒ１を流す。流路Ｃ１内に仕切り部材２６が配置されて分割流路Ｃ２、Ｃ３が形成されているため、第１方向Ｚに向かうに従い、燃焼室１３側の位置に配置された冷媒Ｒ１と、燃焼室１３から離れた位置に配置された冷媒Ｒ１と、が交互に入れ替わる。比較的温度が低い冷媒Ｒ１が周期的に燃焼室１３の近くに配置されると、燃焼ガスと冷媒Ｒ１との単位長さ当たりの温度勾配が大きくなり、燃焼ガスが効率的に冷却される。

【0025】

以上説明したように、本実施形態の冷却機構１２によれば、流路Ｃ１の幅が略一定であるため、第２方向Ｙの単位長さ当たりにより多くの流路Ｃ１を配置することができる。さらに、流路Ｃ１内に仕切り部材２６が配置されているため、流路Ｃ１内において燃焼室１３により加熱される底壁２１側の部分の冷媒Ｒ１の温度が、流路Ｃ１内のうちの他の部分の温度よりも高くなりすぎるのを抑えて、燃焼室１３からの熱を冷媒Ｒ１に効果的に分散させて伝達させることができる。したがって、冷媒Ｒ１により冷却機構１２を効果的に冷却させることができる。

【0026】

熱分散構造が仕切り部材２６を備えるため、冷媒Ｒ１が第１方向Ｚに沿って矢印Ｆ１の向きに流れるに従い、底壁２１側の位置に配置される分割流路Ｃ２、Ｃ３が交互に入れ替わる。これにより、各分割流路Ｃ２、Ｃ３内を流れる冷媒Ｒ１の温度が互いに同等になり、燃焼室１３からの熱を冷媒Ｒ１に効果的に伝達させることができる。

【0027】

なお、本実施形態では、第１方向Ｚの位置によらず、第１分割流路Ｃ２の軸線に直交する断面積が一定であるとともに、第１方向Ｚの位置によらず、第２分割流路Ｃ３の軸線に直交する断面積が一定になるように、仕切り部材２６の厚さを調節してもよい。具体的には、仕切り部材２６の幅と仕切り部材２６の厚さとの積が一定になるように調節する。
このように構成することで、第１方向Ｚの位置によらず各分割流路Ｃ２、Ｃ３の断面積が一定になり、各分割流路Ｃ２、Ｃ３内を流れる冷媒Ｒ１の圧力損失を低減させることができる。

【0028】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０及び図１１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１０に示すように、本実施形態の冷却機構３２は、第１実施形態の冷却機構１２の仕切り部材２６に代えて、流路Ｃ１内に配置された案内部材（熱分散構造）３３を備えている。案内部材３３は、第１方向Ｚの一方側から他方側に向かうに従い、底壁２１に漸次近づくように形成されている。なお、冷媒Ｒ１は、流路Ｃ１内を第１方向Ｚの一方側から他方側に向かう矢印Ｆ１の向きに流れる。

【0029】

図１０及び図１１に示すように、本実施形態では、案内部材３３は飛行機等の翼形状である。例えば、案内部材３３は、ＮＡＣＡ６４１５等の翼型である。案内部材３３の外面は、角部の無い滑らかな形状であることが好ましい。案内部材３３が滑らかな形状であることで、冷媒Ｒ１に圧力損失が生じるのを抑えることができる。
案内部材３３の第１方向Ｚに対する仰角は、例えば１５°である。図１１に示すように、案内部材３３と底壁２１との距離Ｌ３と、案内部材３３と上壁２２との距離Ｌ４とは、互いに同等であることが好ましい。
図１０に示すように、案内部材３３は、第１方向Ｚに間隔を空けて複数配置されてもよい。

【0030】

次に、以上のように構成された冷却機構３２の作用について説明する。
図１１に示すように、矢印Ｆ１で示す第１方向Ｚに沿って他方側に向かって流れる冷媒Ｒ１のうち、矢印Ｆ３のように、流路Ｃ１内における底壁２１から比較的離れた場所を、温度が比較的低い冷媒Ｒ１が流れる。この冷媒Ｒ１は、第１方向Ｚの他方側に向かうに従い、案内部材３３に案内されて、矢印Ｆ４のように底壁２１に比較的近い場所を流れる。温度が比較的低い冷媒Ｒ１が底壁２１に比較的近い場所を流れることで、燃焼室１３からの熱が、温度が比較的低い冷媒Ｒ１に効果的に伝達される。

【0031】

以上説明したように、本実施形態の冷却機構３２によれば、第２方向Ｙの単位長さ当たりにより多くの流路Ｃ１を配置することができる。
さらに、冷却機構３２が案内部材３３を備えるため、燃焼室１３からの熱を温度が比較的高い冷媒Ｒ１だけでなく、案内部材３３により案内された温度が比較的低い冷媒Ｒ１にも分散させて伝達させることができる。したがって、燃焼室１３からの熱を、温度が比較的低い冷媒Ｒ１にも効果的に伝達させることができる。

【0032】

なお、本実施形態では案内部材３３は翼形状であるとしたが、案内部材の形状はこの限りではない。案内部材は、平板状等でもよい。

【0033】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１２及び図１３を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１２に示すように、本実施形態の冷却機構３７は、第１実施形態の冷却機構１２の仕切り部材２６に代えて、流路Ｃ５が、第２方向Ｙに蛇行しながら第１方向Ｚに延びる形状の熱分散構造３８を備えている。
流路Ｃ５が蛇行する場合においても、流路Ｃ５は第１方向Ｚの位置によらず略一定の幅である。このため、複数の流路Ｃ５を第２方向Ｙに並べて配置しても、第２方向Ｙに隣り合う流路Ｃ５同士が干渉せず、第２方向Ｙの単位長さ当たりにより多くの流路Ｃ５を配置することができる。

【0034】

次に、以上のように構成された冷却機構３７の作用について説明する。
例えば、第２方向Ｙの一方側（図１２における紙面左下側）に向かって突となるように湾曲した、流路Ｃ５における領域Ａ３の冷媒Ｒ１の流れについて説明する。領域Ａ３における流路Ｃ５の軸線に直交する断面では、図１３に示すように、冷媒Ｒ１に作用する遠心力、及び底壁２１と上壁２２との温度差により、断面内に、矢印Ｆ６で示す二次流が生じる。すなわち、遠心力により冷媒Ｒ１は第２方向Ｙの一方側（図１３における紙面左側）に流れる。底壁２１側に配置された比較的温度が高い冷媒Ｒ１は、密度が低くなって径方向Ｘ外側に流れ、上壁２２側に配置された比較的温度が低い冷媒Ｒ１は、密度が低くなって径方向Ｘ内側に流れる。
冷媒Ｒ１の二次流の流速は、冷媒Ｒ１の第１方向Ｚの流速に比べて遅い。冷媒Ｒ１の二次流により、冷媒Ｒ１は、この断面内において、第２方向Ｙに沿う方向だけでなく径方向Ｘにも流れる。

【0035】

以上説明したように、本実施形態の冷却機構３７によれば、第２方向Ｙの単位長さ当たりにより多くの流路Ｃ５を配置することができる。
さらに、冷媒Ｒ１の二次流により、流路Ｃ５内において冷媒Ｒ１が径方向Ｘにも流れるため、底壁２１を介して伝達される燃焼室１３からの熱を、流路Ｃ５内の冷媒Ｒ１に分散させて効果的に伝達させることができる。

【0036】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１４及び図１５を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１４及び図１５に示すように、本実施形態の冷却機構４２は、第１実施形態の冷却機構１２の仕切り部材２６に代えて、流路Ｃ７の幅が、底壁２１側から上壁２２側に向かうに従い、漸次広くなる形状の熱分散構造４３を備えている。
本実施形態では、流路Ｃ７は、第１方向Ｚに見たときに径方向Ｘ内側に向かって幅が狭くなる三角形状である。流路Ｃ７の軸線は、第１方向Ｚに沿って延びている。流路Ｃ７は、第２方向Ｙに隣り合う側壁４４の間に形成されている。側壁４４の第１方向Ｚに直交する平面による断面形状は、底壁２１側の下底が長い等脚台形状である。すなわち、側壁４４の幅は、底壁２１側から上壁２２側に向かうに従い、漸次狭くなる。
１つの側壁４４は、側壁４４を第２方向Ｙに挟む一対の流路Ｃ７により共用されている。

【0037】

ここで、図１５に示すように、複数の流路Ｃ７のうち１つの流路Ｃ７Ａに着目して説明する。流路Ｃ７Ａを間に挟む一対の側壁４４を、径方向Ｘに沿って延びる仮想線Ｌ１１により第２方向Ｙに２等分する。２等分した側壁４４のうち、流路Ｃ７Ａ側の部分を第１部分壁４４ａとし、流路Ｃ７Ａとは反対側の部分を第２部分壁４４ｂとする。
第１部分壁４４ａの幅は、底壁２１側から上壁２２側に向かうに従い、漸次狭くなる。

【0038】

一般的に、冷媒の熱伝導率よりも側壁の熱伝導率の方が大きい。第１部分壁４４ａの幅は、底壁２１側の部分の方が、上壁２２側の部分よりも広い。このため、第１部分壁４４ａにおける底壁２１側の部分は、熱が伝導されやすい。燃焼室１３からの熱は、矢印Ｆ８で示すように、第１部分壁４４ａにおける底壁２１側の部分を通して、流路Ｃ７Ａ内における底壁２１側の部分だけでなく、流路Ｃ７Ａ内における上壁２２側の部分まで効果的に分散させて伝達される。

【0039】

なお、流路Ｃ７Ａに対して第２方向Ｙに隣り合う流路Ｃ７内の冷媒Ｒ１には、流路Ｃ７Ａを第２方向Ｙに挟む側壁４４の第２部分壁４４ｂ等により、流路Ｃ７Ａと同様に効果的に熱が伝達される。

【0040】

以上説明したように、本実施形態の冷却機構４２によれば、第２方向Ｙの単位長さ当たりにより多くの流路Ｃ７を配置することができる。
さらに、熱伝導率が大きく幅の広い底壁２１側の側壁４４を通して、燃焼室１３からの熱を、流路Ｃ７内における底壁２１側の部分だけでなく、流路Ｃ７内における上壁２２側の部分にも分散させて伝達させることができる。したがって、燃焼室１３からの熱を冷媒Ｒ１に効果的に伝達させることができる。

【0041】

以上、本発明の第１実施形態から第４実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記第１実施形態から第４実施形態では、底壁及び上壁は、円筒状ではなく、平板状に形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１２、３２、３７、４２ 冷却機構
１３ 燃焼室
２１ 底壁
２２ 上壁
２３、４４ 側壁
２６ 仕切り部材（熱分散構造）
３３ 案内部材（熱分散構造）
３８、４３ 熱分散構造
Ｃ１、Ｃ５、Ｃ７ 流路
Ｙ 第２方向
Ｚ 第１方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】