特開 2022-51696 一体化されたバッフルを有する燃焼室部と、燃焼室部を製造する方法

(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】P2022051696

(43)【公開日】2022-04-01

(54)【発明の名称】一体化されたバッフルを有する燃焼室部と、燃焼室部を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   F02K 9/64 20060101AFI20220325BHJP

【ＦＩ】

F02K9/64

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021149894

(22)【出願日】2021-09-15

(31)【優先権主張番号】10 2020 124 530.0

(32)【優先日】2020-09-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】519171642

【氏名又は名称】アリアーネグループ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100211177

【弁理士】

【氏名又は名称】赤木 啓二

(72)【発明者】

【氏名】クリス ウド メーディング

(57)【要約】

【課題】燃焼室内の横振動を低減する構造的により簡単な方法を提供する。
【解決手段】ロケットエンジン１０用の燃焼室１００用の燃焼室部１１０であって、燃焼室部１１０は、燃焼室の容積部を包囲しかつその内部に配置された冷却材流路１３０を有する燃焼室本体１２０と、燃焼室本体１２０と一体に形成されかつ燃焼室本体１２０から燃焼室の内部に突出する少なくとも１つのバッフル１４０とを備える、燃焼室部１１０が開示されている。少なくとも１つのバッフル１４０は、燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０の少なくとも１つに流体的に接続された、少なくとも１つの冷却材流路１３３～１３５を備える。さらに、上記の燃焼室部を製造するための付加層製造方法が開示されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）であって、前記燃焼室部（１１０）は、
燃焼室の容積部を包囲しかつ内部に冷却材流路（１３０）が配置される燃焼室本体（１２０）を備える、燃焼室部（１１０）において、
前記燃焼室部（１１０）は、
少なくとも１つのバッフル（１４０）が、前記燃焼室本体（１２０）と一体的に形成されかつ前記燃焼室本体（１２０）から前記燃焼室（１００）の内部へ突出しており、
前記少なくとも１つのバッフル（１４０）は、前記燃焼室本体（１２０）の少なくとも１つの冷却材流路（１３３～１３５）の内の少なくとも１つの冷却材流路（１３０）に流体的に接続された、少なくとも１つの冷却材流路（１３３～１３５）を備える、ことを特徴とする、ロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項2】

前記少なくとも１つのバッフル（１４０）が、冷却材入口（１３６）と冷却材出口（１３７）とを備え、前記少なくとも１つのバッフル（１４０）の少なくとも１つの冷却材流路（１３３～１３５）が前記冷却材入口（１３６）と前記冷却材出口（１３７）との間に延びている、請求項１に記載のロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項3】

前記少なくとも１つのバッフル（１４０）の前記冷却材入口（１３６）は、前記燃焼室本体（１２０）内の前記少なくとも１つの冷却材流路（１３０）の内の前記少なくとも１つの冷却材流路に流体的に接続されている、請求項２に記載のロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項4】

前記燃焼室本体（１２０）内の前記少なくとも１つの冷却材流路（１３０）の各々は、冷却材出口（１３８）を有し、
前記燃焼室本体（１２０）の断面に沿った周方向において、少なくとも１つの前記冷却材出口（１３８）の１つの冷却材出口に隣接して、前記燃焼室本体（１２０）内の冷却材流路（１３０）の別の冷却材出口（１３８）又は前記少なくとも１つのバッフル（１４０）の前記冷却材出口（１３７）が配置されている、ことを特徴とする請求項２又は３記載のロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項5】

前記燃焼室本体（１２０）内の冷却材流路（１３０）は、前記燃焼室本体（１２０）の長手方向において、前記少なくとも１つのバッフル（１４０）の前記冷却材入口（１３６）の高さで終わっており、前記少なくとも１つのバッフル（１４０）の前記少なくとも１つの冷却材流路（１３３～１３５）に通じている、ことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載のロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項6】

前記少なくとも１つのバッフル（１４０）内の第１冷却材流路（１３３）が、燃焼室本体（１２０）内の少なくとも１つの冷却材流路（１３０）に流体的に接続された冷却材供給流路であって、前記少なくとも１つのバッフル（１４０）の第１の側に延びている冷却材供給流路であり、前記少なくとも１つのバッフル（１４０）内の第２冷却材流路（１３４）が、前記少なくとも１つのバッフル（１４０）の第２の側に延びている冷却材排出流路であり、好ましくは、少なくとも１つの第３冷却材流路（１３５）が、前記冷却材供給流路（１３３）を前記冷却材排出流路（１３４）に流体的に接続する、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項7】

複数のバッフル（１４０）が前記燃焼室の内部に突出し、前記複数のバッフル（１４０）の全てが、それらの内側端部において環状バッフル（１５０）によって接続されている、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項8】

前記環状バッフル（１５０）が、前記複数のバッフル（１４０）の少なくとも１つの冷却材流路（１３３～１３５）に流体的に連結された少なくとも１つの冷却材流路（１５１）を備える、ことを特徴とする請求項７に記載のロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項9】

前記環状バッフル（１５０）の前記少なくとも１つの冷却材流路（１５１）は、好ましくは、前記燃焼室とは反対を向いている側又は前記燃焼室に面する側のいずれかに配置された、冷却材出口（１５２、１５３）を備える、請求項８に記載のロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）用の燃焼室部（１１０）。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の燃焼室部（１１０）を備える、ロケットエンジン（１０）用の燃焼室（１００）。

【請求項11】

請求項１～９のいずれか１項に記載の燃焼室部（１１０）又は請求項１０に記載の燃焼室（１００）を備えるロケットエンジン（１０）。

【請求項12】

前記燃焼室部（１１０）は付加層製造方法によって構築され、前記燃焼室本体（１２０）の前記冷却材流路（１３０）と前記少なくとも１つのバッフル（１４０）の前記少なくとも１つの冷却材流路（１３３～１３５）とが位置する位置において、前記付加層製造方法によって材料が共に接合されていないことを特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載の燃焼室部（１１０）の製造方法。

【請求項13】

プロセッサ上で実行されるときに装置に請求項１２に記載の付加層製造方法を実施させる命令を備える、コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一体化されたバッフルを有する燃焼室部、燃焼室、並びに、上記燃焼室部を有するロケットエンジン、上記燃焼室部の製造方法、並びに、上記製造方法を実施するための命令を備えたコンピュータ可読媒体関する。特に、本発明は、燃焼室の内部に延びているバッフルと一体的に形成された燃焼室本体を有する燃焼室部に関する。更に、燃焼室部、燃焼室部を有するロケットエンジン、上記燃焼室部を製造するための付加層製造方法、並びに、付加層製造方法を実行するための命令を有するコンピュータ可読媒体についてさらに説明する。

【背景技術】

【0002】

液体ロケットエンジンの燃焼室は、酸化剤と燃料からなるそれぞれの燃料の組み合わせの効率的な燃焼のために使用される。このため、燃料成分は特別な噴射システムを介して燃焼室内に供給される。燃焼室内では、それぞれの運転条件、蒸発、混合、化学変換、運動エネルギーへの初期変換に応じて、その主な増加は、亜音速及び超音速ノズル領域の領域にある。燃焼室の領域における流れは、乱流混合で特徴づけられる。ロケットエンジンの確実な作動のためには、高い燃焼安定性が望ましい。

【0003】

さらに、特に高温ガス壁（燃焼室及びスラストノズルの内側壁）の領域で冷却が必要である。例えば、再生冷却の場合、高熱の発生は、少なくとも１つの燃料成分が流れる高温ガス壁内の冷却材流路を介して減衰させることができる。

【0004】

球形、ナシ形、円錐形、筒形、又は、環状燃焼室の形態などの、燃焼室の種々の形状から、筒形の燃焼室形態が確立されている。筒形の燃焼室は、特に製造においていくつかの利点を有する。しかし、丸い断面を有する燃焼室は、これらの設計の固有振動数に対応する、特に横振動モードなどの高周波振動の影響をより受けやすい。これらの横振動、即ち、丸い燃焼室の半径方向への振動伝播によって、関連する過熱に伴う燃焼室内での付加的なエネルギーの放出をもたらす。さらに、強い圧力変動がある。

【0005】

これらの振動を打ち消したり回避したりするために、燃焼室の面板（又は噴射板）上にバッフルが配置されている。特許文献１（独国特許出願公開第１０２０１６２０９６５０号明細書）では、バッフルの代わりに、面板から燃焼室の内部に他の噴射要素よりもさらに突出する中央スリーブ本体を備えた面板上に、一定数の同軸噴射要素を設けることが提案されている。このようにして達成された燃焼室内の火炎前面の軸線方向の千鳥状配置は、バッフルと同様に振動の形成及び／又は伝播を低減又は防止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１６２０９６５０号明細書

【0007】

このような背景から、本発明の目的は、燃焼室内の横振動を低減する構造的により簡単な方法を提供することである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、請求項１に記載の特徴を有する燃焼室部、請求項１０に記載の特徴を有する燃焼室、請求項１１に記載の特徴を有するロケットエンジン、並びに、請求項１２に記載の特徴を有する方法、並びに、請求項１３に記載の命令を有する対応するデータ媒体によって解決される。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示をより良く理解するための第１の態様によれば、ロケットエンジン用の燃焼室用の燃焼室部は、燃焼室容積部を包囲しかつ冷却材流路が配置された、燃焼室本体を備える。燃焼室本体は、外側シェルと内側シェルとから成ることができ、これらシェルの間においてウェブ又は同様の分離要素が配置され、これら２つのシェルの間の中間空間をいくつかの冷却材流路に分割する。例えば、燃料が冷却材流路を通って流れることができ、燃料は、その流れる過程において、その後の燃焼のために有利に加熱され、同時に、燃焼室本体、特に内側シェルを冷却する。

【0010】

燃焼室部は、任意の断面形状を有しうる。例えば、筒形（円筒状）の燃焼室本体を使用することができる。当然のことながら、燃焼室本体は、（三角形、四角形、五角形、又はさらに多くの角及び辺を有する）多角形又は楕円形の断面を有することもできる。

【0011】

燃焼室部は、燃焼室本体と一体に形成されおりかつ燃焼室本体から燃焼室の内部（燃焼空間）に突出する、少なくとも１つのバッフルをさらに備える。燃焼室本体の内側に少なくとも１つのバッフルを配置することにより、噴射ヘッドの構造、特に、燃焼室用の噴射板の構造を著しく単純化する。噴射板には多数の噴射要素が設けられており、これには少なくとも２つの燃料成分が供給されなければならないので、噴射板の製造は、通常、かなり複雑で時間がかかる。従来の噴射板のように、バッフル又は部分的な数の特別に整形された噴射要素を付加的に配置することによって、関連の作業量を増し、ひいては、関連する製造コストを増す。一方、本明細書で説明する燃焼室本体は、噴射ヘッド及び燃焼室全体の製造をより簡単にすることができる。

【0012】

一体的に形成されるということは、本明細書では、少なくとも１つのバッフル及び燃焼室本体が連続した材料からなることを意味する。例えば、燃焼室部、すなわち、少なくとも１つの一体化されたバッフルを有する燃焼室本体は、（３Ｄ印刷又はＡＬＭとも呼ばれる）付加層製造方法(additive layer manufacturing method)を用いて製造することができる。また、燃焼室本体及び／又はバッフルの一部分のみが、付加層製造方法を用いて製造することができ、他の場所で製造される燃焼室本体及び／又はバッフルの一部の上部に構築され得る。付加層製造方法において、異なる材料を使用することもできる。例えば、燃焼室本体の外側よりも少なくとも１つのバッフルの半径方向内側及び端部において、より耐熱性の高い材料を使用することができる。

【0013】

燃焼室本体とバッフルは、互いに別個に製造し、次いで互いに取り付けることもできる。これは、例えば、溶接、はんだ付け、及び／又は、（層毎の）溶融によって行うことができる。

【0014】

さらに、少なくとも１つのバッフルは、燃焼室本体内のいくつかの冷却材流路の内の少なくとも１つに流体的に接続された少なくとも１つの冷却材流路を有しうる。少なくとも１つのバッフル内に冷却材流路を設けることによって、少なくとも１つのバッフルを能動的に冷却することができ、バッフルの寿命を大幅に延ばすことができる。燃焼室本体を冷却するために、ほとんどの燃焼室には既に冷却材流路が設けられているので、バッフルの冷却材流路との流体接続は確立し易い。例えば、燃焼室の長手方向に延びる少なくとも１つの冷却材流路をバッフル内の少なくとも１つの冷却材流路に流体的に接続することができる。

【0015】

変形実施形態では、バッフルは、冷却材入口及び冷却材出口を有しうる。冷却材入口及び冷却材出口は、本明細書では、対応する冷却材流路がバッフルの断面側において開口部を形成することを意味する。バッフルは、燃焼室本体と一体的に製造されるので、本明細書でのバッフルの断面側は、例えば、バッフルが燃焼室本体から分離された場合における、燃焼室本体との境界におけるバッフルの仮想的なインタフェイスを意味する。

【0016】

さらに、バッフルの少なくとも１つの冷却材流路は、冷却材入口と冷却材出口との間に延びていてもよい。したがって、冷却材入口及び冷却材出口は、バッフル（及び／又は、燃焼室部）の異なる位置に配置されてもよく、一方、バッフルの少なくとも１つの冷却材流路は、バッフルの内側に延びていてもよい。

【0017】

さらなる変形実施形態では、バッフルの冷却材入口は、燃焼室本体内のいくつかの冷却材流路の内の少なくとも１つに流体的に接続することができる。例えば、付加層製造方法を用いて燃焼室部を製造する場合、バッフルに実際の開口部はない。

【0018】

むしろ、バッフル内の冷却材流路を形成するバッフルの内部に構築された容積部は、付加層製造方法の間、燃焼室本体内の冷却材流路を形成する容積部に遷移するであろう。換言すると、燃焼室本体内の冷却材流路はバッフルの冷却材流路に合流することができるので、冷却材は燃焼室本体を流れた後にバッフルの内部を流れ、能動的に冷却する。

【0019】

さらに別の変形実施形態では、燃焼室本体内のいくつかの冷却材流路の各々は、冷却材出口を有しうる。これは、燃焼室部で見た場合に、燃焼室本体を通過した後に冷却材がそこから流出しうる実際の開口部とすることができる。例えば、冷却材流路のさらなる冷却材出口が、燃焼室本体内で、燃焼室本体の断面に沿った周方向において、いくつかの冷却材出口の１つに隣接して配置することができる。

【0020】

バッフルが設けられている場所では、バッフルの冷却材出口は、燃焼室本体内の冷却材流路のいくつかの冷却材出口の１つに隣接して配置されうる。換言すると、バッフルの冷却材出口は、この位置に自身の冷却材流路を備えたバッフルが設けられていなければ、周方向において、燃焼室本体内の冷却材流路の冷却材出口に対応するであろう位置に位置している。燃焼室本体及びバッフル内の冷却材流路は、燃焼室本体内の冷却材流路の整数個が周方向のバッフルの幅に対応するように、周方向に寸法決めすることができる。このように、燃焼室部は、冷却材出口を有する先端において、バッフルを一体的に形成することなく、従来の燃焼室のように設計することができる。このことは、燃焼室部は、従来の噴射ヘッド及び噴射板と共に使用することもできることを意味する。

【0021】

一変形実施形態では、燃焼室本体内の冷却材流路は、燃焼室本体の長手方向においてバッフルの冷却材入口の高さで終わり、バッフルの少なくとも１つの冷却材流路に通じうる。換言すると、バッフルが一体化された位置にある、燃焼室本体内の冷却材流路は、バッフルと重ならない燃焼室本体内の他の冷却材流路よりも、燃焼室本体の長手方向においてより短い設計を有しうる。これにより、バッフルを固定又は一体化するための追加材料を燃焼室本体上に設けることができる。バッフル自体が能動的に冷却されるので、バッフルが配置された位置での燃焼室本体の冷却は不要である。

【0022】

さらなる変形実施形態では、バッフル内の第１の冷却材流路は、燃焼室本体内の少なくとも１つの冷却材流路に流体的に接続された冷却材供給流路としうる。さらに、バッフル内の第１冷却材流路は、バッフルの第１の側に沿って延びていてもよい。さらに、バッフル内の第２冷却材流路は、バッフルの第２の側に延びている冷却材排出流路としうる。バッフルの第１の側と第２の側は、バッフルの反対側としうる。例えば、バッフルの第１の側と第２の側は、燃焼室部の長手方向で見てバッフルの実質的に反対側としうる。代替的に、バッフルの第１の側と第２の側は、燃焼室部の周方向から見てバッフルの実質的に反対側としうる。

【0023】

この場合、第１冷却材流路は、第１冷却材流路及び第２冷却材流路が連続した容積部を形成してバッフルの第１側及び第２側が冷却されるように、第２冷却材流路に通じ又は合流してもよい。

【0024】

代替的又は付加的に、少なくとも第３の冷却材流路が、冷却材供給流路を冷却材排出流路と流体的に接続することができる。第３の冷却材流路は、バッフルの第３の側も冷却されるようにバッフルの第３の側に配置することができる。バッフルの第３の側は、バッフルの第１の側と第２の側との間に位置するバッフルの側としうる。当然のことながら、第３冷却材流路は、例えばバッフルの中央などのバッフル内の任意の位置に配置されうる。第３冷却材流路が複数ある場合、バッフルの第３の側に沿った冷却材流路を含む、バッフル内の任意の位置で延びていてもよい。

【0025】

バッフルの一つの側に沿った冷却材流路の上記の説明では、バッフルの縁領域における冷却材流路の配置が意味される。換言すれば、冷却材流路は、バッフルの外側表面の比較的に直下に位置し、その結果、この表面は十分に冷却される。冷却材流路の内側表面を区画形成するバッフルの材料は、バッフルの安定性のためである。本明細書いう「外側表面の比較的に直下（Relatively just below an outer surface）」とは、燃焼室の内側に位置するのに十分な強度と耐熱性を有する、外側表面と冷却材流路との間のバッフルの肉厚を意味する。

【0026】

さらに別の変形実施形態では、複数のバッフルが、燃焼室本体と一体的に形成され、燃焼室の内部に突出するようにしてもよい。さらに、複数のバッフルの全ては、環状バッフル（又は、内側バッフルとも呼ばれる）によって、それらの内側端部で接続されうる。本明細書では、環状バッフルは、排他的に丸い形状を意味するものではない。むしろ、環状バッフルの形状は、バッフルの領域における燃焼室本体の断面形状に対応し得る。燃焼室本体の断面の内側に配置された上記のバッフルは、横振動を低減又は回避するのにも役立つ。

【0027】

一実施形態では、環状バッフルは、複数のバッフルの少なくとも１つの冷却材流路に流体的に連結された少なくとも１つの冷却材流路を有しうる。代替的に、環状バッフルの冷却材流路は、複数のバッフルの内の１つ又は複数のバッフルの１つ又は複数の冷却材流路に流体的に連結されうる。これにより、内側の環状バッフルを能動的に冷却することができる。

【0028】

さらなる変形実施形態では、環状バッフルの少なくとも１つの冷却材流路は、燃焼室とは反対を向いている側、又は、燃焼室に面している側のいずれかに配置された、冷却材排出口を備えることができる。代替的に、それぞれの冷却材出口を、燃焼室とは反対を向いている側と、燃焼室に向いている側とに設けることもできる。冷却材出口が燃焼室とは反対を向いている側にある場合、内側バッフルは、噴射ヘッドの噴射板に対して当接するように設計することができる。これにより、内側バッフルの冷却材出口を、燃焼室ヘッドへの（通常は冷却材である）燃料の供給ラインとして使用することができる。冷却材出口が燃焼室に面する側にある場合、冷却材出口は、噴射要素として設計することも、噴射要素をその内部に配置するように設計することもできる。このようにして、内側バッフルは、燃焼室内に突出する噴射要素として設計することもできる。

【0029】

本開示をより良く理解するための第２の態様によれば、ロケットエンジン用の燃焼室は、第１の態様又はそれに関して記載される変形実施形態のいずれかによる燃焼室部を備える。

【0030】

本開示をより良く理解するための第３の態様によれば、ロケットエンジンは、第１の態様又はそれに関して記載された変形実施形態のいずれかによる燃焼室部、又は、第２の態様による燃焼室を備える。

【0031】

本開示をより良く理解するための第４の態様によれば、第１の態様又はその変形実施形態の１つによる燃焼室部の製造方法は、燃焼室部を構築する、付加層製造方法を備える。特に、この点に関し、燃焼室本体の冷却材流路とバッフルの少なくとも１つの冷却材流路とが位置する位置では、付加層製造方法によって材料を共に接合することはできない。

【0032】

本開示をより良く理解するための第５の態様によれば、コンピュータ可読媒体は、プロセッサ上で実行されるときに装置に第４の態様による付加層製造方法を実行させる命令を備える。これらの命令は、特に装置が燃焼室部及び／又は燃焼室部を層毎に形成できるように、第１の態様による燃焼室部及び／又は第２の態様による燃焼室の形状を記述する又は定義するＣＡＤデータ又は同様のデータとしうる。

【0033】

上述の変形実施形態及び実施例は、当然のことながら、これを明示的に説明することなく組み合わせることができる。従って、記載された変形実施形態の各々は、任意の変形実施形態又は既にそれらの組み合わせに対して選択的である。したがって、本開示は、記載された順序における個々の変形実施形態及び実施例や、態様及び変形実施形態の任意の特定の組み合わせに限定されない。

【0034】

以下において、本発明の好ましい実施形態を、添付の模式図を参照してより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】図１は燃焼室の斜視図を概略的に示す。

【図2】図２は燃焼室部の一部分を概略的に示す。

【図3】図３は、環状バッフルを有する燃焼室部の詳細を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図１は、例えばロケットエンジン１０に使用できる燃焼室１００の斜視図を概略的に示す。ロケットエンジン１０のノズルは、破線のみによって図１に示されている。燃焼室１００は、図１において単純化されるように、推進剤の成分の混合及び燃焼の大部分が行われる燃焼室部１１０を有する。燃焼室部１１０の（燃焼ガスの流れの方向における）下流側には、燃焼ガスは加速される亜音速ノズル部１１２があり、次いでノズル超音速セグメント１１４が追従する。

【0037】

ノズル超音速セグメント１１４の領域には、（分配マニホールドとも呼ばれる）分配リング１３２に通じている、冷却材用の接続部１３１がある。分配リング１３２は、周方向に延び、連続した環状容積部を形成する。冷却材流路１３０は、この容積部内に通じているか、又は、（図１の破線矢印で示す）冷却材の流れ方向から見ると、複数の冷却材流路１３０が分配リング１３２内で始まる。

【0038】

燃焼室部１１０は、燃焼室容積部を包囲しかつ冷却材流路１３０も配置される、燃焼室本体１２０を備える。図１に筒状に示されている燃焼室部１１０は、燃料成分を効率的に燃焼させる役割を果たす任意の断面形状を取ることができる。燃焼室部１１０は、燃焼室本体１２０と一体的に形成されておりかつ燃焼室本体１２０から燃焼室の内部に突出する、少なくとも１つのバッフル１４０をさらに備える。

【0039】

燃焼ガスの流れ方向から見て燃焼室部１１０の上流側端部には、フランジ１２５が設けられている。このフランジ１２５は、噴射ヘッド（図示せず）を接続するために使用される。図１の詳細図に示すように、複数の冷却材出口１３８がフランジ１２５の領域に配置されており、燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０の各々は、１つの冷却材出口１３８を有する。複数の冷却材出口１３８が、燃焼室本体１２０の断面に沿って周方向に互いに隣接して配置されている。冷却材出口１３８は、燃焼室１００の他端において分配リング１３２に対応して設けられた図示しない分配リング又はコレクタリングに通じていてもよい。

【0040】

図１の詳細図から特に分かるように、複数のバッフル１４０の少なくとも１つは、バッフル１４０を冷却するための冷却材流路１３３～１３５を有する。冷却材流路１３３～１３５は、燃焼室本体１２０内のいくつかの冷却材流路１３０の少なくとも１つに流体的に接続されている。

【0041】

図２は、燃焼室部１１０の詳細を概略的に示しており、特に、燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０と、バッフル１４０内の冷却材流路１３３～１３５が見られる。バッフル１４０は、単なる例示で台形状として示されているが、燃焼室部１１０内の振動を減衰させるために任意の形状をとりうる。バッフル１４０により、燃焼室容積部を異なる部分に分割し、それによって、振動を抑制又は少なくとも減衰させる。燃料の種類によっては、振動は異なるパラメータを有することがあり、その結果、バッフル１４０は、さもなければ発生するであろう振動を減衰又は抑制するために、燃焼室部１１０の長手方向及び／又は周方向に対応して寸法決めされなければならない。

【0042】

一例として図２に示すバッフル１４０は、冷却材入口１３６と冷却材出口１３７とを有する。バッフル１４０の少なくとも１つの冷却材流路１３３～１３５は、冷却材入口１３６と冷却材出口１３７との間に延びている。例えば、バッフル１４０の冷却材入口１３６は、燃焼室本体１２０内のいくつかの冷却材流路１３０の内の少なくとも１つに流体的に接続することができる。単純な実施形態では、図２に示すように、バッフルは、燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０の幅よりもわずかに大きな、燃焼室本体１２０の周方向の幅を有する。したがって、バッフル１４０内の冷却材流路１３３～１３５は、燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０の幅にほぼ等しい、燃焼室本体１２０の周方向の幅を有しうる。特に、燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０の断面積は、バッフル１４０内の冷却材流路１３３又は冷却材入口１３６の断面積に対応し得る。

【0043】

バッフル１４０の冷却材入口１３６は、燃焼室本体１２０内のいくつかの冷却材流路１３０の内の少なくとも１つに流体的に接続されうる。図２から分かるように、燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０は、燃焼室本体１２０の長手方向から見てバッフル１４０の冷却材入口１３６の高さで終わり、これにより、燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０は、バッフル１４０内の冷却材流路１３３に通じている。対照的に、燃焼室本体１２０の長手方向で見ると、燃焼室本体１２０内の隣接する冷却材流路１３０はより長い。

【0044】

燃焼室本体１２０内の各々の冷却材流路１３０の冷却材出口１３８は、冷却材本体１２０の周方向において互いに隣接している。燃焼室本体１２０内の冷却材流路１３０がより短いバッフル１４０の領域では、バッフル１４０の冷却材出口１３７は、燃焼室本体１２０内で冷却材出口１３８に隣接して配置される。その結果、燃焼室本体１２０内の全ての冷却材流路１３０と、バッフル１４０内の冷却材流路１３３～１３５も、バッフル１４０なしで燃焼室本体１２０内の複数の冷却材流路１３０と同様に、コレクタリング（図示せず）に通じている。従って、コレクタリング及びそれに隣接する構成要素は、修正される必要はない。

【0045】

バッフル１４０の十分な冷却を達成するために、図２に示すバッフル１４０は、冷却材供給流路である第１冷却材流路１３３を提供する。冷却材供給流路１３３は、燃焼室本体１２０内の（より短い）冷却材流路１３０に流体的に接続される。バッフル１４０内の第２冷却材流路１３４は、冷却材排出流路を形成し、バッフル１４０の冷却材出口１３７に通じている。冷却材供給流路１３３と冷却材排出流路１３４は、互いに流体的に接続されている。例えば、冷却材供給流路１３３と冷却材排出流路１３４は、少なくとも１つの第３冷却材流路１３５を介して互いに接続されうる。少なくとも１つの第３冷却材流路１３５の数が大きいほど、冷却材がバッフル１４０をより均一に流れることができ、より均一に冷却される。

【0046】

燃焼室本体１２０から最も離間しているバッフル１４０の自由先端は、燃焼室内に最も遠くに延びているので、この先端も最高の熱負荷にさらされる。均一な冷却を達成し続けることができるようにするために、２つの第３冷却材流路１３５の間の距離は、燃焼室本体１２０からの距離が増加するにつれてより小さくなり得る。

【0047】

（燃焼ガスの流れの方向で見て）バッフル１４０の外側も冷却するために、冷却材供給流路１３３はバッフル１４０の第１の側に沿って延び、冷却材排出流路１３４はバッフル１４０の第２の側に沿って延びることができる。当然のことながら、冷却材ダクト１３３～１３５の配置及びコースは、可能な限り冷たい冷却材が予想されるバッフル１４０の最高温の地点を過ぎて案内されるように示されるコースから逸脱して選択することができる。

【0048】

図３は、環状ガイド１５０を有する燃焼室部１１０の一部分を概略的に示す。燃焼室部１１０及び環状ガイド１５０はいずれも円形に示されている。当然のことながら、環状バッフル１５０は、例えば多角形形状などの別の形状をとることもできる。この環状バッフル１５０は、また、燃焼室容積部を分割し、それによって、振動を減衰又は回避する。

【0049】

環状バッフル１５０は、また、少なくとも１つの冷却材流路１５１を有しうるが、図３は、環状バッフル１５０の（燃焼ガスの流れの方向で見た）互いに反対側にある２つの冷却材流路１５１の例を示す。環状バッフル１５０内のこの少なくとも１つの冷却材流路１５１は、冷却材がいくつかのバッフル１４０の少なくとも１つから環状バッフル１５０内に流れて環状バッフル１５０を冷却するように、いくつかのバッフル１４０の少なくとも１つの内の少なくとも１つの冷却材流路１３３～１３５に流体的に連結されうる。

【0050】

選択的に、環状バッフル１５０のいくつかの冷却材流路１５１の内の少なくとも１つは、冷却材出口１５２、１５３を備えうる。環状バッフル１５０のこのような冷却材出口１５２、１５３は、燃焼室１００とは反対を向いている側又は燃焼室１００に面している側のいずれかに配置することができる。燃焼室１００とは反対を向いている冷却材出口１５２は、冷却材を噴射ヘッドに向けるための冷却材ポートとして使用することができる。一方、燃焼室１００に面するバッフル１５０の側に配置された冷却材出口１５３を噴射要素として用いることができる。例えば、噴射要素を冷却材出口１５３に組み込む又は一体化することができ、これにより、冷却材（この場合、燃料成分）を噴射板（図示せず）から離間した領域で燃焼室１００内に向けることができる。

【0051】

また、選択的に、いくつかの冷却材出口（図示せず）をバッフル１４０内に配置することもできる。この場合、これらの冷却材出口は、燃焼室１００とは反対を向いている側、又は、燃焼室１００に面している側に配置することもでき、冷却材出口１５２、１５３と同じ機能を果たしうる。

【0052】

図２及び図３から、付加層製造方法（３Ｄ印刷又はＡＬＭ）を使用して、燃焼室部１１０（又は、燃焼室１００全体）を極めて迅速かつ容易に作製することができることが分かる。バッフル１４０及び／又は環状バッフル１５０を形成する材料は、燃焼室本体１２０と共に層状にすることができ、燃焼室部１１０全体を層状にすることができる。冷却材流路１３０、１３３、１３４、１３５、１５１の全ては、それによって、材料の接合を省略し、かくしてキャビティを生成することによって作製することができる。付加層製造方法は、冷却材流路１３０、１３３、１３４、１３５、１５１及び冷却材出口１３７、１３８、１５２、１５３を形成する、異なる、場合によっては分岐したキャビティを簡単な方法で製造することを可能にする。その結果、これは他の製造工程では不可能であろう、特にバッフル１４０、１５０の領域において複雑な構造を実現することができる。したがって、良好に冷却することができるバッフル１４０、１５０を、単純な製造工程で提供することができ、特に、冷却材流路１３０、１３３、１３４、１３５、１５１の複雑なコースに関係なく、良好に振動減衰も達成することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【外国語明細書】