(57)【要約】予圧縮されたろう付け部（３６）によって接合された２つの構成部品（２２，２４）を備えるアッセンブリ（２０）が開示される。ろう付け部の圧縮程度は、２つの構造部品（２２，２４）の相対的な熱膨張が生じたときに、漸次的に緩和される。一実施形態では、該アッセンブリは、ガスタービンエンジン（１０）用の燃料ノズル噴霧チップアッセンブリである。予圧縮されたろう付け部（３６）を生成するプロセスも開示される。
2009515704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の構成部品および第２の構成部品を備える低熱応力アッセンブリを製造するプロセスであって、
前記第１の構成部品および前記第２の構成部品を、ろう付け材料の液相線温度γでろう付けすることによって、一緒に固定するステップと、
前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の相対的な熱収縮によって、周囲温度βにおいて少なくとも前記ろう付け材料内に圧縮性予応力を生成させるステップと、
を含むことを特徴とする低熱応力アッセンブリ製造プロセス。
【請求項２】
前記固定ステップが、
前記周囲温度βにおいて、前記第１の構成部品と前記第２の構成部品との間にろう付け材料予備成形物を組み込むサブステップと、
前記組み込みサブステップに続いて、前記ろう付け材料の前記液相線温度γを得るために、前記アッセンブリの温度を上昇させるサブステップと、
をさらに含み、
前記ろう付け材料が、溶融時に、表面張力によって、前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の両方に接触した状態を保持することを特徴とする請求項１に記載の低熱応力アッセンブリ製造プロセス。
【請求項３】
前記固定ステップに続いて、前記ろう付け材料を前記温度γより低く、前記温度βより高い温度δで凝固させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の低熱応力アッセンブリ製造プロセス。
【請求項４】
前記生成ステップが、前記ろう付け材料が凝固するにつれて、前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の収縮差によって前記ろう付け材料が圧縮されるように、前記アッセンブリを前記温度γから前記周囲温度βまで冷却することを含むことを特徴とする請求項１に記載の低熱応力アッセンブリ製造プロセス。
【請求項５】
低熱応力アッセンブリであって、
第１の構成部品および第２の構成部品と、
前記第１の構成部品および前記第２の構成部品を接合するろう付け部と、
を備え、
前記ろう付け部に周囲温度βで圧縮性予応力が与えられ、前記アッセンブリの温度が温度βを超えて上昇すると、前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の相対的な熱膨張によって、前記ろう付け部の圧縮程度が漸次的に緩和されることを特徴とする低熱応力アッセンブリ。
【請求項６】
前記第１の構成部品および前記第２の構成部品は、異なる熱膨張係数を有するように、異種の材料から構成されることを特徴とする請求項５に記載のアッセンブリ。
【請求項７】
前記第１の構成部品および前記第２の構成部品が、前記温度βにおいてそれらの間に間隙が形成されるように配置され、
前記間隙が、前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の熱膨張差が生じたときに大きくなり、前記ろう付け部が前記間隙内にあることを特徴とする請求項５に記載のアッセンブリ。
【請求項８】
前記第１の構成部品および前記第２の構成部品が、同心の部品であり、前記第１の構成部品が、前記第２の構成部品の内側に位置することを特徴とする請求項５に記載のアッセンブリ。
【請求項９】
前記第１の構成部品および前記第２の構成部品が、異なる熱膨張係数を有するように、異種の材料から構成され、
前記第１の構成部品の熱膨張係数が、前記第２の構成部品の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載のアッセンブリ。
【請求項１０】
前記アッセンブリが燃料ノズル噴霧チップアッセンブリであり、
前記第２の構成部品が、内部に通路を有する、前記燃料ノズル噴霧チップの本体であり、
前記第１の構成部品が、前記通路内に係合される、前記燃料ノズル噴霧チップのスペーサであることを特徴とする請求項９に記載の低熱応力アッセンブリ。
【請求項１１】
前記燃料ノズル噴霧チップの前記本体が、その外面に高温空気を導くのに適するようにされ、
前記燃料ノズル噴霧チップの前記スペーサが、中空であり、その中空内面に対して燃料を導くのに適するようにされることを特徴とする請求項１０に記載の低熱応力アッセンブリ。
【請求項１２】
前記スペーサ内に位置する旋回器と、
前記旋回器と前記スペーサとの間に画定された燃料を導く環状通路と、
をさらに備え、
前記旋回器が、前記燃料ノズル噴霧チップから外に噴霧される燃料を計量するのに適するようにされることを特徴とする請求項１０に記載の低熱応力アッセンブリ。
【請求項１３】
前記燃料ノズル噴霧チップアッセンブリが、ネック部およびヘッド部を有し、前記ヘッド部が、中心チップおよび前記チップを中心として配列された開口を有し、
運転中、前記燃料ノズルが、空気を前記ネック部の外側および前記開口内に導き、相対的に低温の燃料を前記ネック部内および前記中心チップの外に導き、
前記スペーサが、前記本体内に位置し、前記燃料が前記スペーサ内に導かれ、前記高温の空気が前記本体の外側に導かれ、
前記空気および前記燃料の両極端な温度が、単一構成部品に直接作用しないことを特徴とする請求項１０に記載の低熱応力アッセンブリ。
【請求項１４】
ガスタービンエンジン用の燃料ノズル噴霧チップアッセンブリであって、
前記燃料ノズル噴霧チップが、ネック部およびヘッド部を有し、前記ヘッド部が、中心チップおよび前記中心チップを中心として配列された開口を有し、
前記ガスタービンエンジンの運転中、前記燃料ノズルが、相対的に高温の空気を前記ネック部の外側および前記開口内に導き、相対的に低温の燃料を前記ネック部内および前記中心チップの外に導き、
前記燃料ノズルが、本体と、該本体内に位置するスペーサと、を備え、前記燃料が前記スペーサ内に導かれ、前記高温空気が前記本体の外側に導かれるようにし、
前記本体および前記スペーサが、各々、前記高温の空気および前記低温の燃料の一方にしか晒されず、これによって、前記本体および前記スペーサの各々内の極端な温度勾配が制限されることを特徴とする燃料ノズル噴霧チップアッセンブリ。
【請求項１５】
前記スペーサが、ろう付け部によって、前記本体に接合されることを特徴とする請求項１４に記載の燃料ノズル。
【請求項１６】
前記ろう付け部が、前記ガスタービンエンジンの定常運転中の前記ろう付け部の運転温度δよりも低い周囲温度βにおいて、圧縮された状態にあり、前記燃料ノズルの温度が前記温度δに向かって上昇すると、ろう付け部内の圧縮程度が、前記本体および前記スペーサの相対的な熱膨張によって漸次的に低下することを特徴とする請求項１５に記載の燃料ノズル。
【請求項１７】
前記ろう付け部内の圧縮程度が、前記ガスタービンエンジンの定常運転温度δで大幅に低下することを特徴とする請求項１６に記載の燃料ノズル。
【請求項１８】
前記スペーサおよび前記本体が、異種金属から作製され、
前記スペーサの熱膨張係数が、前記本体の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項１６に記載の燃料ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、温度が上昇したときに構成部品の熱応力を低減させるように構成されたアッセンブリに関し、さらに具体的には、低熱応力アッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの燃料ノズル構成部品は、極めて過酷な環境下での運転が要求されることはよく知られている。一般的に、燃料ノズル本体部品は、低温の燃料および相対的に高温の圧縮空気の両方がノズル本体部品内に導かれるため、高い温度勾配に晒される。これらの温度勾配によって、極めて高い熱応力が生じることがあり、この極めて高い熱応力に、燃料ノズルが晒される。また、異なる熱膨張係数を有する異なる材料が互いに固定される場合、温度が変化すると、高い熱応力が生じる可能性がある。これらの応力に対する対処を誤ると、部品の亀裂、漏出および潜在的な欠損が生じることがある。これは、構成部品の機械的な耐性が低下している状態で温度が上昇する場合に特に生じ易い。
【０００３】
従って、大きな温度勾配によって引き起こされる熱成長の差に良好に耐えることができる改良された低熱応力アッセンブリを提供することが必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、改良された低熱応力アッセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様では、本発明は、第１の構成部品および第２の構成部品を備える低熱応力アッセンブリを製造するプロセスを提供する。本プロセスは、第１の構成部品および第２の構成部品を、ろう付け材料の液相線温度γでろう付けすることによって、一緒に固定するステップと、周囲温度βにおいて、第１の構成部品および第２の構成部品の相対的な熱収縮によって、少なくともろう付け材料内に圧縮性予応力を生成させるステップと、を含む。
【０００６】
第２の態様では、本発明は、低熱応力アッセンブリであって、第１の構成部品および第２の構成部品と、第１の構成部品および第２の構成部品を接合するろう付け部であって、ろう付け部に周囲温度βで圧縮性予応力が与えられ、アッセンブリの温度が温度βを超えて上昇すると、第１の構成部品および第２の構成部品の相対的な熱膨張によって、ろう付け部の圧縮程度が漸次的に緩和される、ろう付け部と、を備える低熱応力アッセンブリを提供する。
【０００７】
第３の態様では、本発明は、ガスタービンエンジン用の燃料ノズル噴霧チップアッセンブリであって、燃料ノズル噴霧チップが、ネック部およびヘッド部を有し、ヘッド部が、中心チップおよび中心チップを中心として配列された開口を有し、ガスタービンエンジンの運転中、燃料ノズルが、相対的に高温の空気をネック部の外側および開口内に導き、相対的に低温の燃料をネック部内および中心チップの外に導き、燃料ノズルが、本体および本体内に位置するスペーサを備え、燃料がスペーサ内に導かれ、高温空気が本体の外側に導かれるようにし、本体およびスペーサが、各々、高温の空気および相対的に低温の燃料の１つにしか晒されず、これによって、本体およびスペーサの各々内の極端な温度勾配が制限される、燃料ノズル噴霧チップアッセンブリを提供する。
【０００８】
本発明の上記態様および他の態様のさらなる詳細は、以下の詳細な説明および添付の図面から明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、好ましくは超音速飛行に用いられる形式のガスタービンエンジン１０を示している。エンジン１０は、概して、互いに直列に連通する、大気を推進させるファン１２と、大気を加圧する多段圧縮機１４と、圧縮された空気を燃料と混合して点火し、高温燃焼ガスの環状流を生成する燃焼器１６と、燃焼ガスからエネルギーを抽出するタービンセクション１８と、を備える。燃料は、燃料ノズル噴霧チップ２０によって、燃焼器１６内に送給される。
【００１０】
図２は、本発明による低応力燃料ノズル噴霧チップアッセンブリ２０を示している。燃料ノズル噴霧チップアッセンブリ２０は、好ましくは、３つの個別の構成部品、すなわち、本体２２と、この本体２２内に画定された通路２３内に同軸に取り付けられたスペーサ２４と、スペーサ２４の内側通路２５内に同軸に取り付けられた中心旋回器２６と、を備える。本体２２は、ネック部２８およびヘッド部３０を備える。ヘッド部３０は、燃料を噴射する少なくとも１つの燃料流開口を画定する中心チップ３４と、この中心チップ３４を中心として、好ましくは、当技術分野において周知のように周方向に互いに離間して配置された複数の空気流開口３２と、を有する。ガスタービンエンジン１０の運転中（図１）、圧縮された（従って、加熱された）空気が、本体２２のネック部２８の外側および本体２２のヘッド部３０の開口３２内に導かれ、これによって、チップ３４の半径方向中心の燃料流開口を中心として旋回する空気が得られる。相対的に低温の燃料は、スペーサ２４と中心旋回器２６との間に画定された環状燃料流通路２７内に導かれる。この環状燃料流通路２７は、また、燃料ノズルのネック部２８を通る燃料流を計量するのに役立つ。燃料流通路２７内の燃料は、好ましくは、少なくともある程度の接線方向の運動を燃料に与える中心旋回器２６によって旋回し、その後、中心チップ３４内に導かれ、中心チップ３４内に画定された燃料流開口を通って噴霧状に噴射される。
【００１１】
スペーサ２４は、ネック部２８内の少なくとも一箇所に設けられたろう付け部３６によって、本体２２に接合される。これについては、以下にさらに詳細に説明する。このろう付け継手は、以下に詳細に説明するように、比較的大きな圧縮予応力が、ろう付け材料自体、および好ましくは構成部品の少なくとも１つに与えられるようにして、形成される。さらに、本体２２およびスペーサ２４は、好ましくは、異なる熱膨張係数を有する異種材料（さらに好ましくは、異種金属）から作製される。エンジン１０が運転していない低温時には、例えば、室温時には、ろう付け部３６は、本体２２とスペーサ２４との間で圧縮された状態にある。しかし、ノズルの温度が、例えば、ガスタービンエンジンの場合には一般的に極めて高いエンジン運転温度まで上昇すると、本体２２およびスペーサ４の等しくない熱膨張によって、スペーサ２４と本体２２との間の強固な接合を維持しつつ、ろう付け継手３６内の圧縮程度が低下する。これは、例えば、スペーサ２４の熱膨張係数が本体２２の熱膨張係数よりも低い場合に生じる。
【００１２】
後者の構成は、スペーサ２４本体２２、およびろう付け部３６が、殆どの金属に当てはまるように、低温では高い機械的強度、例えば、高い材料強度を有し、高温ではこのような特性の一部を喪失する場合に、特に有利である。すなわち、圧縮応力は、材料が最も強靭である低温においてより大きく生じ、材料が一般的に脆弱である高温において大幅に低下するように設計される。
【００１３】
さらに、上記の構成では、別々の構成部品が、それぞれ、別々の極限温度に晒されるという事実によって、他の利点が得られる。すなわち、本体２２は、ネック部２８の周りの高温空気による高温に晒され、他方、スペーサ２４は、ネック部２８の内面内の低温燃料による低温に晒される。その結果、各構成部品内の温度勾配が、小さくなる。
【００１４】
従って、本発明の１つの一般的概念は、２つの金属構成部品を、大きな圧縮性予応力が複合アッセンブリの少なくともろう付け継手内に生じるように、ろう付けによって、接合するプロセスによって具体化される。複合アッセンブリが相対的に高温の定常運転状態に晒されるとき、２つの金属構成部品間のろう付け部は、「弛緩」し、ろう付け部内の圧縮応力が低下する。これは、例えば、２つの同軸でかつ入れ子にされた構成部品が、このような圧縮性予応力が与えられたろう付け部によって接合され、かつ内側の構成部品の熱膨張係数が外側の構成部品の熱膨張係数よりも小さい場合に、生じる。これは、前述の燃料ノズル噴霧チップ２０の場合であるが、代替的に、高運転温度および／または著しい温度差に晒される多くの他の種類のアッセンブリにおいても、起こり得る。従って、（ろう付け部のような）接合材料を用いる圧縮性予応力が与えられた継手によって、２つの構成部品、好ましくは、異種材料の２つの構成部品を一緒に接合するこのようなプロセスは、多くの用途および環境、例えば、ガスタービンエンジンおよび燃料ノズルの分野以外の用途および環境にも適用可能である。
【００１５】
上記の接合を達成するのに用いられる１つのプロセスの各ステップが、図３Ｂ〜３Ｅに概略的に示されている。図３Ｂにはステップ１が図示されており、ステップ１は、第１の構成部品２４と、第１の構成部品と異種の第２の構成部品２２と、をそれらの間にろう材料予備成形物を配置して、組み立てることを含む。ステップ１は、基準温度β、例えば、周囲温度である室温で行われる。図３Ｃにはステップ２が図示されており、ここでは、構成部品は、ろう材料予備成形物の液相線温度に対応する第２の温度γに加熱される。２つの構成部品２２，２４間の相対的な間隙（図では、明瞭にするために誇張している）は、熱膨張によって大きくなる。溶融したろう材は、例えば、表面張力によって、構成部品２２，２４の表面に接触した状態を保持する。図３Ｄに示されるステップ３では、これらの部品が温度βと温度γとの間の中間温度δに冷却されて、ろう材が凝固する。この冷却過程中に、構成部品２２の材料は、熱膨張係数の差によって、構成部品２４の材料よりも早く収縮し、その結果、構成部品２４内および構成部品２２，２４間のろう付け継手内に残留応力が生じる。このように生じた圧縮性予応力は、アッセンブリが周囲温度βまで徐々に戻るにつれて継続的に大きくなる（図３Ｅ）。従って、圧縮性予応力が、第１の構成部品２４および第２の構成部品２２を互いに接合するろう付け継手内に生じる。このように形成されたアッセンブリが、例えば、燃料ノズルの用途において定常タービン運転温度に対応する高温に晒されると、２つの構成部品の相対的な膨張が構成部品間内の圧縮応力を低下させるにつれて、構成部品間の継手内の応力が小さくなる。
【００１６】
好ましくは、中間温度δは、タービン運転中に圧縮応力を実質的に除去するために、定常タービン運転温度と等しいかまたは高い温度に設定される。
【００１７】
この製造概念は、高運転温度に晒される多くの種類の材料の接合に一般的に用いられ得るが、ここでは、図３Ａに示されるような、第１の構成部品がスペーサ２４であり、第２の構成部品が本体２２（図２）であるタービンエンジンの燃料ノズルにおける熱応力の問題を解決するために、具体化されている。
【００１８】
図２を再び参照すると、燃料ノズル噴霧チップ２０は、１つの構成部品（本体２２）が燃料ノズルを通して導かれた圧縮された（従って、加熱された）空気に晒され、第２の構成部品（スペーサ２４）が燃料ノズルを通して導かれた相対的に低温の燃料に晒される、いわゆる、「３ピース型の」燃料ノズルであることが分かるだろう。図４に示されるような先行技術による従来の「２ピース型の」燃料ノズル１２０では、高温の空気が本体１２２の外側に当たり、低温の燃料が本体１２２の内面に当たる。このような先行技術による燃料ノズル構成では、同一の構成部品が高温の空気および低温の燃料の両極端な温度に晒されるので、本体２２内に高い温度勾配が生じる。本発明の燃料ノズル噴霧チップ２０（図２）では、ノズル本体は、熱勾配によって生じるノズル本体内の熱応力を制限するために、２つの構成部品（２２，２４）に分割されている。
【００１９】
図２に示すように、スペーサ２４は、スペーサ２４内を流れる燃料の相対的に低温に晒され、他方、本体２２は、本体２２内に画定された開口３２を通る相対的に高温の空気を導く。従って、各構成部品が２つの温度の一方にしか晒されないので、燃料ノズル噴霧チップアッセンブリ２０内に生じる温度勾配は、著しく小さくなる。さらに、前述したように形成された２つの構成部品間のろう付け部は、運転温度における膨張差を許容するので、これらの構成部品間の継手における熱応力を事実上低減させることができる。
【００２０】
前述したように、燃料ノズル噴霧チップアッセンブリ２０のスペーサ２４は、圧縮性予応力が与えられたろう付け部３６によって、アッセンブリ２０の本体２２に接合される。従って、スペーサ２４は、燃料ノズル本体２２のネック部２８内の少なくとも一箇所において、ろう付け部３６によって固定される。好ましくは、スペーサ２４は、２つの環状のろう付け部３６によって、ネック部２８に係合される。図２を参照すると、スペーサ２４は、好ましくは、２つの半径方向外方に突出するリブ３７を備えており、一方のリブ３７は、ノズルのネック部２８の上流端の近くに配置され、他方のリブ３７は、一方のリブ３７から下流側に離間して配置される。２つのリブ３７は、通路２３に面するネック部２８の内面に、圧入状態で当接している。スペーサ２４と本体２２のネック部２８との間のこの圧入によって、それらの間の同心性が確実になり、従って、それらを通って導かれる燃料流と空気流との間の同心性が確実になる。結果的に、環状空気間隙３９が、半径方向においてスペーサとネック部との間および軸方向において２つの互いに離間したリブ３７間に形成される。この空気間隙３９は、低温の燃料と接触するスペーサ２４と、相対的に高温の空気と接触するノズル本体２２のネック部２８と、の間に熱絶縁をもたらす。ここで、ろう付け部３６は、好ましくは、スペーサ２４の各リブ３７と、リブ３７が圧入されるネック部２８の隣接する内面との間に環状帯状に配置される。従って、これらの２つのろう付け部３６は、それらの間で環状空気間隙３９を密封する。
【００２１】
前述の説明は、例示にすぎず、当業者であれば、開示される本発明の範囲から逸脱することなく、記載された実施形態に対して変更がなされ得ることを認識するだろう。例えば、本発明は、ターボファンエンジンの一部として示されているが、他の形式のエンジン、他のエンジン構成部品、さらに広義には、高運転温度に晒されるアッセンブリを形成するために２つの構成部品がろう付け継手によって接合される他の分野および／または他の用途におけるアッセンブリにも適用可能である。他の代替例として、本発明の少なくとも一実施形態におけるような２つの異種材料ではなく、２つの同種材料が接合され、これらの構成部品間に熱膨張差が生じ、それらの間の間隙が大きくなる場合が挙げられる。さらに、他の用途として、「ろう付け」という用語の従来の意味には対応しないが、本発明におけるのと同様の機能および作用を果たす材料接合を利用する用途が挙げられる。すなわち、ここで用いられる「ろう付け」という用語は、このような代替的な材料接合を含むように広く解釈されることが意図されている。この開示を検討すれば、本発明の範囲内に含まれるさらに他の変更が当業者に明らかになるだろう。しかし、このような変更は、特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ガスタービンエンジンの略断面図である。
【図２】本発明の実施形態による低応力燃料ノズルチップの一部を断面で示す略斜視図である。
【図３Ａ】図２の低応力燃料ノズルチップの略断面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態によるプロセスの第１のステップ中の図３Ａの燃料ノズルチップの構成部品の略断面図である。
【図３Ｃ】プロセスの第２のステップ中の図３Ａの燃料ノズルチップの構成部品の略断面図である。
【図３Ｄ】プロセスの第３のステップ中の図３Ａの燃料ノズルチップの構成部品の略断面図である。
【図３Ｅ】プロセスの第４のステップ中の図３Ａの燃料ノズルチップの構成部品の略断面図である。
【図４】先行技術による燃料ノズルチップの断面斜視図である。
【図１】
2009515704.tif 000003
【図２】
2009515704.tif 000004
【図３Ａ】
2009515704.tif 000005
【図３Ｂ】
2009515704.tif 000006
【図３Ｃ】
2009515704.tif 000007
【図３Ｄ】
2009515704.tif 000008
【図３Ｅ】
2009515704.tif 000009
【図４】
2009515704.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月17日(2007.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の構成部品および第２の構成部品を備える低熱応力アッセンブリを製造するプロセスであって、
前記第１の構成部品および前記第２の構成部品を、ろう付け材料の液相線温度γでろう付けすることによって、一緒に固定するステップと、
前記ろう付け材料が凝固するにつれて、前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の収縮差によって、前記ろう付け材料が圧縮されるように、前記アッセンブリを前記液相線温度γから周囲温度βまで冷却することによって、前記周囲温度βにおいて少なくとも前記ろう付け材料内に圧縮性予応力を生成させるステップと、
を含むことを特徴とする低熱応力アッセンブリ製造プロセス。
【請求項２】
前記固定ステップが、
前記周囲温度βにおいて、前記第１の構成部品と前記第２の構成部品との間にろう付け材料予備成形物を組み込むサブステップと、
前記組み込みサブステップに続いて、前記ろう付け材料の前記液相線温度γを得るために、前記アッセンブリの温度を上昇させるサブステップと、
をさらに含み、
前記ろう付け材料が、溶融時に、表面張力によって、前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の両方に接触した状態を保持することを特徴とする請求項１に記載の低熱応力アッセンブリ製造プロセス。
【請求項３】
前記固定ステップに続いて、前記ろう付け材料を前記温度γより低く、前記温度βより高い温度δで凝固させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の低熱応力アッセンブリ製造プロセス。
【請求項４】
低熱応力燃料ノズル噴霧チップアッセンブリであって、
内部に通路を有する、前記燃料ノズル噴霧チップの本体と、
前記通路内に前記本体と同心に係合された、前記燃料ノズル噴霧チップのスペーサと、
を備え、
前記本体および前記スペーサが、異なる熱膨張係数を有する異種の材料から構成され、前記スペーサの熱膨張係数が前記本体の熱膨張係数よりも小さく、
前記アッセンブリは、さらに、前記燃料ノズル噴霧チップの前記本体および前記スペーサを接合するろう付け部を備え、
前記ろう付け部に周囲温度βで圧縮性予応力が与えられ、前記アッセンブリの温度が温度βを超えて上昇すると、前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の相対的な熱膨張によって、前記ろう付け部の圧縮程度が漸次的に緩和されることを特徴とする低熱応力燃料ノズル噴霧チップアッセンブリ。
【請求項５】
前記スペーサおよび前記本体が、前記温度βにおいてそれらの間に間隙が形成されるように配置され、
前記間隙が、前記第１の構成部品および前記第２の構成部品の熱膨張差が生じたときに大きくなり、前記ろう付け部が前記間隙内にあることを特徴とする請求項４に記載のアッセンブリ。
【請求項６】
前記燃料ノズル噴霧チップの前記本体が、その外面に高温空気を導くのに適するようにされ、
前記燃料ノズル噴霧チップの前記スペーサが、中空であり、その中空内面に対して燃料を導くのに適するようにされることを特徴とする請求項４に記載のアッセンブリ。
【請求項７】
前記スペーサ内に位置する旋回器と、
前記旋回器と前記スペーサとの間に画定された燃料を導く環状通路と、
をさらに備え、
前記旋回器が、前記燃料ノズル噴霧チップから外に噴霧される燃料を計量するのに適するようにされることを特徴とする請求項４に記載のアッセンブリ。
【請求項８】
前記燃料ノズル噴霧チップアッセンブリが、ネック部およびヘッド部を有し、前記ヘッド部が、中心チップおよび前記チップを中心として配列された開口を有し、
運転中、前記燃料ノズルが、空気を前記ネック部の外側および前記開口内に導き、相対的に低温の燃料を前記ネック部内および前記中心チップの外に導き、
前記スペーサが、前記本体内に位置し、前記燃料が前記スペーサ内に導かれ、前記高温の空気が前記本体の外側に導かれ、
前記空気および前記燃料の両極端な温度が、単一構成部品に直接作用しないことを特徴とする請求項４に記載のアッセンブリ。
【請求項９】
ガスタービンエンジン用の燃料ノズル噴霧チップアッセンブリであって、
前記燃料ノズル噴霧チップが、ネック部およびヘッド部を有し、前記ヘッド部が、中心チップおよび前記中心チップを中心として配列された開口を有し、
前記ガスタービンエンジンの運転中、前記燃料ノズルが、相対的に高温の空気を前記ネック部の外側および前記開口内に導き、相対的に低温の燃料を前記ネック部内および前記中心チップの外に導き、
前記燃料ノズルが、本体と、該本体内に位置するスペーサと、を備え、前記燃料が前記スペーサ内に導かれ、前記高温空気が前記本体の外側に導かれるようにし、
前記本体および前記スペーサが、各々、前記高温の空気および前記低温の燃料の一方にしか晒されず、これによって、前記本体および前記スペーサの各々内の極端な温度勾配が制限され、
前記スペーサが、ろう付け部によって、前記本体に接合され、前記ろう付け部が、前記ガスタービンエンジンの定常運転中の前記ろう付け部の運転温度δよりも低い周囲温度βにおいて、圧縮された状態にあり、前記燃料ノズルの温度が前記温度δに向かって上昇すると、ろう付け部内の圧縮程度が、前記本体および前記スペーサ間の相対的な熱膨張差によって、漸次的に低下することを特徴とする燃料ノズル噴霧チップアッセンブリ。
【請求項１０】
前記ろう付け部内の圧縮程度が、前記ガスタービンエンジンの定常運転温度δで大幅に低下することを特徴とする請求項９に記載の燃料ノズル。
【請求項１１】
前記スペーサおよび前記本体が、異種金属から作製され、
前記スぺーサの熱膨張係数が、前記本体の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項９に記載の燃料ノズル。
【国際調査報告】
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