(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンの燃焼室に燃料を噴射するためのインジェクタ装置およびインジェクタ装置を製造する方法を提供する。【解決手段】インジェクタ装置１が、前縁および後縁を有した細長いボディ２と、ガスノズル７およびオイルノズル８と、細長いボディ２内に収容されオイルノズル８に接続されたオイル供給ダクト１０と、細長いボディ２内に収容されガスノズル７に接続されたガス供給ダクト１１とを有し、オイル供給ダクト１０は、１つ以上のオイルノズル８と１つのガスノズル７との間でのみガス供給ダクト１１に接続されていて、ガス供給ダクト１１はブリッジ１３を介してのみ細長いボディ２に接続されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンのバーナ用のインジェクタ装置（１）であって、
前縁（３）および後縁（４）を有した細長いボディ（２）と、
ガスノズル（７）およびオイルノズル（８）と、
前記細長いボディ（２）内に収容され、前記オイルノズル（８）に接続されたオイル供給ダクト（１０）と、
前記細長いボディ（２）内に収容され、前記ガスノズル（７）に接続されたガス供給ダクト（１１）と、
を有したインジェクタ装置（１）において、
前記オイル供給ダクト（１０）は、少なくとも１つの前記オイルノズル（８）と１つのガスノズル（７）との間でのみ前記ガス供給ダクト（１１）に接続されていて、
前記ガス供給ダクト（１１）は、少なくとも１つのブリッジ（１３）を介してのみ前記細長いボディ（２）に接続されていることを特徴とする、ガスタービンのバーナ用のインジェクタ装置（１）。
【請求項２】
前記オイル供給ダクト（１０）と前記ガス供給ダクト（１１）との間の接続部は、前記オイルノズル（８）および前記ガスノズル（７）の終端部分にある、請求項１記載のインジェクタ装置（１）。
【請求項３】
前記細長いボディ（２）は、前記前縁（３）に少なくとも１つの通路（１７）を有しており、前記少なくとも１つのブリッジ（１３）は、前記ガス供給ダクト（１１）と前記通路（１７）との間にのみ設けられている、請求項１記載のインジェクタ装置（１）。
【請求項４】
当該インジェクタ装置（１）は２つのブリッジ（１３）しか有しておらず、各ブリッジ（１３）は、前記ガス供給ダクト（１１）の一方の側に接続されている、請求項１記載のインジェクタ装置（１）。
【請求項５】
前記後縁（４）はローブ構造または直線構造またはジグザグ構造を有している、請求項１記載のインジェクタ装置（１）。
【請求項６】
さらに空気ノズルを有している、請求項１記載のインジェクタ装置（１）。
【請求項７】
前記空気ノズル（６）および／または前記ガスノズル（７）および／または前記オイルノズル（８）は、前記後縁（４）に位置している、請求項６記載のインジェクタ装置（１）。
【請求項８】
選択的レーザー溶融法ＳＬＭにより製造されている、請求項１記載のインジェクタ装置（１）。
【請求項９】
請求項１記載のインジェクタ装置（１）を製造する方法であって、
請求項１記載のインジェクタ装置（１）の少なくとも１つの特徴と、
前記オイル供給ダクト（１０）と前記ガス供給ダクト（１１）との間における少なくとも１つの第１の支持エレメント（２１）と、
前記ガス供給ダクト（１１）と前記細長いボディ（２）との間における少なくとも１つの第２の支持エレメント（２２）と、
を有したインジェクタ構造（２０）を選択的レーザー溶融法により製造するステップと、
前記少なくとも１つの第１の支持エレメント（２１）を除去するステップと、
前記少なくとも１つの第２の支持エレメント（２２）を除去するステップと、
を有していることを特徴とする、請求項１記載のインジェクタ装置（１）を製造する方法。
【請求項１０】
前記インジェクタ構造（２０）はさらに、前記オイル供給ダクト（１０）と前記細長いボディ（２）との間における少なくとも１つの第３の支持エレメント（２３）を有していて、当該方法はさらに、前記少なくとも１つの第３の支持エレメント（２３）を除去するステップを有している、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタ装置、およびインジェクタ装置を製造する方法に関する。特に、このインジェクタ装置は、ガスタービンの燃焼室に燃料を噴射するためのものである。
【０００２】
背景
インジェクタ装置が公知であり、この公知のインジェクタ装置は、前縁と、ローブ構造を有した後縁とを備えた細長いボディを有しており、空気、ガス燃料、オイル燃料を噴射するためのノズルを備えている。細長いボディは、ノズルに接続されたオイル供給ダクトとガス供給ダクトとを収容している。オイル供給ダクトとガス供給ダクトとは互いに接続されていて、細長いボディ内で支持されるように、細長いボディにも接続されている。
【０００３】
このような構造は、オイル供給ダクト、ガス供給ダクト、および細長いボディの熱変形により、作動中のインジェクタ装置内で内部応力を発生させる恐れがある。このような応力は、インジェクタ装置内に損傷を引き起こす恐れがあり、対処されなければならない。
【０００４】
概要
本発明の１つの態様は、作動中、既存のインジェクタ装置と比較して、減じられた内部応力を受けるインジェクタ装置を提供することを含む。
【０００５】
本発明の別の態様は、作動中、既存のインジェクタ装置と比較して、減じられた内部応力を受けるインジェクタ装置を製造する方法を示すことである。
【０００６】
これらの態様および別の態様は、添付の請求の範囲に係るインジェクタおよび方法を提供することによって達成される。
【０００７】
図面の簡単な説明
別の特徴および利点は、添付の図面における非制限的な例によって示された、インジェクタ装置および方法の好適な、しかしながら非排他的な実施の形態の説明からさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】インジェクタ装置を示す側面図である。
【図２】インジェクタ装置を示す斜視図である。
【図３】ローブ状後縁を有した実施態様におけるインジェクタ装置の縦断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】選択的レーザー溶融法により製造することができ、さらにインジェクタ装置を製造するように加工されるインジェクタ構造を示す図である。
【図６】インジェクタ装置を形成するためにさらなる加工がなされている間のインジェクタ構造を示す図である。
【図７】インジェクタ装置の別の実施形態を示す図である。
【図８】直線状後縁を有した実施態様におけるインジェクタ装置を示す断面図である。
【図９】ジグザグ状（三角形）後縁を有した実施態様におけるインジェクタ装置を示す断面図である。
【０００９】
実施形態の詳細な説明
図面を参照すると、これらの図面は、ガスタービンのバーナ用のインジェクタ装置１を示している。
【００１０】
インジェクタ装置１は、前縁３と後縁４とを備えた細長いボディ２を有している。後縁４はローブ構造を有している。選択的に、後縁は、例えば細長いボディ２上に渦流発生部を備えた直線構造またはジグザグ（三角形）構造を有していてもよい。
【００１１】
インジェクタ装置１はさらに、空気ノズル６と、ガスノズル７と、オイルノズル８とを有していて、これらのノズルは好適には後縁に位置しているが、異なる形式で位置していてもよい。例えば、空気ノズル６および／またはガスノズル７および／またはオイルノズル８は、後縁４に加えて付加的に、または後縁４にではなくて、細長いボディの一方の側面または両側面に位置していてよい。
【００１２】
細長いボディ２内部には、オイルノズル８に接続されているオイル供給ダクト１０と、ガスノズル７に接続されているガス供給ダクト１１とが設けられている。
【００１３】
好適には、オイル供給ダクト１０は、オイルノズル８とガスノズル７との間に設けられた接続部のみを介してガス供給ダクト１１に接続されていて、ガス供給ダクト１１は、ブリッジ１３のみを介して細長いボディ２に接続されている。
【００１４】
例えば、図示したように、オイル供給ダクト１０とガス供給ダクト１１との間の接続部は、ノズル７，８の間に延在する壁１５によって形成される。
【００１５】
例えば、ガス供給ダクト１１を細長いボディ２に接続するブリッジ１３は細長いエレメントであって、インジェクタ装置１の長手方向軸線１６に対して垂直に、またはほぼ垂直に延在している。
【００１６】
オイル供給ダクト１０とガス供給ダクト１１との間の接続部（例えば、壁１５）は好適には、ノズル７，８の終端部分にある。
【００１７】
１つの態様では、細長いボディ２は、前縁３に通路１７を有していてよく、ブリッジ１３は、ガス供給ダクト１１と通路１７との間にのみ設けられている。
【００１８】
好適には、インジェクタは、２つのブリッジ１３しか有しておらず、各ブリッジは、ガス供給ダクトの一方の側に接続されている。
【００１９】
インジェクタ装置の作動は、説明し図示したものにより明らかであり、実質的に以下の通りである。
【００２０】
このインジェクタ装置は、再燃バーナの構成要素である。再燃バーナを備えたガスタービンは、空気を圧縮するための圧縮機と、圧縮空気および発生させられた高温ガス内に燃料を噴射するための第１バーナと、高温ガスを部分的に膨張させる高圧タービンと（ただし、この高圧タービンは設けられていなくてもよい）、場合によっては部分的に膨張させられた高温ガス内にさらに燃料と、場合によっては空気とを噴射する再燃バーナと、高温ガスを膨張させるタービンと、を有している。
【００２１】
特に、これらのインジェクタ装置は、高温ガスを搬送するダクト内で横方向に延在している。
【００２２】
ガスタービンの作動モードによれば、オイル燃料をオイル供給通路１０より供給し、ノズル８を介して噴射することができ、かつ／またはガス燃料をガス供給ダクト１１より供給し、ノズル７を介して噴射することができる。通常、空気が、オイル燃料および／またはガス燃料と共に細長いボディ２を介して（特にボディ２の領域１８を通って）供給される。このようにオイル燃料（典型的には、オイルと水の混合物が使用され、例えばオイル・水エマルジョン）および／またはガス燃料は燃焼させられる。
【００２３】
インジェクタ装置は高温ガスに浸漬され、その下流に火炎を有するので、インジェクタ装置は熱変形を受ける（すなわち、インジェクタ装置の異なる部分の変形に起因する異なる温度により生じる変形）。ブリッジ１３を介したガス供給ダクト１１と細長いボディ２との間の接続部および壁１５を介したガス供給ダクト１１とオイル供給ダクト１０との間の接続部しか有していない構造により、限られた内部応力を伴う熱に起因した変形を可能にする。
【００２４】
本発明はさらに、インジェクタ装置を製造する方法に関する。この方法は、以下のステップを含む：
上述した特徴、例えば、細長いボディ２、ガス供給ダクト１１、オイル供給ダクト１０、ノズル７，８を有したインジェクタ構造２０を選択的レーザー溶融法により製造するステップ。付加的に、このインジェクタ構造２０は、オイル供給ダクト１０とガス供給ダクト１１との間に第１の支持エレメント２１を有していて、ガス供給ダクト１１と細長いボディ２との間に第２の支持エレメント２２を有している。
【００２５】
第１の支持エレメント２１は、製造中、オイル供給ダクト１０を支持するために用いられる。例えば、第１の支持エレメント２１は、複数のプレートによって画定される。これら複数のプレートは例えば、互いに平行に、かつオイル供給ダクト１０およびガス供給ダクト１１に対して垂直に延在していて、一方の端部はオイル供給ダクト１０に接続されていて、他方の端部はガス供給ダクト１１に接続されている。
【００２６】
第２の支持エレメント２２は、製造中、ガス供給ダクト１１を支持するために用いられる。例えば、第２の支持エレメント２２は、ガス供給ダクト１１および細長いボディ２に対して平行に延在する１つのプレートによって画定される。
【００２７】
選択的レーザー溶融法（ＳＬＭ）は公知の技術であり、複数の金属粉末層を連続的に、一方の層の上面に他方の層を供給するステップを有し、ガスタービンの構成要素のような対象物を形成するために、各層につきレーザーによって選択的に溶融させ、次いで所定のパターンに従って粉末を固化させる。
【００２８】
これに関連して、最良の表面品質を得ると同時に後加工の必要性を最小限とするように最良の成層方向でノズルを形成する好適な成層方向は前縁から後縁である。
【００２９】
この方法はさらに、第１の支持エレメントおよび第２の支持エレメントを除去するステップを有する。
【００３０】
例えば、第１の支持エレメント２１は、パンチを使用して除去することができ、第２の支持エレメントは、パンチングまたは切断により除去することができる（パンチ２５を示す図６参照）。
【００３１】
付加的に、インジェクタ構造２０は、オイル供給ダクト１０と細長いボディ２との間に第３の支持エレメント２３を有していてもよい。例えば、オイル供給ダクト１０は、ガス供給ダクト１１の外側に延在していてよく、第３の支持エレメントは、オイル供給ダクト１０と細長いボディ２との間に設けられた１つ以上のプレートを有していてよい。この場合この方法はさらに、第３の支持エレメント２３を、例えば切断またはパンチングにより、除去するステップを有する。
【００３２】
上記の説明では、第１の支持エレメント２１、第２の支持エレメント２２、第３の支持エレメント２３は、１つまたは複数のプレートとして記載されている。支持エレメント２１，２２，２３のこのような構造は、パンチングまたは切断を容易にするので、有利である。
【００３３】
当然、前記特徴は互いに独立して提供されてもよい。例えば、添付の各請求項の特徴は、他の請求項の特徴から独立して適用することができる。
【００３４】
実際には、必要に応じておよび利用分野に応じて、使用材料と寸法を選択することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  インジェクタ装置
２  細長いボディ
３  前縁
４  後縁
６  空気ノズル
７  ガスノズル
８  オイルノズル
１０  オイル供給ダクト
１１  ガス供給ダクト
１３  ブリッジ
１５  壁
１７  通路
１８  細長いボディ２の領域
２０  インジェクタ構造
２１  第１の支持エレメント
２２  第２の支持エレメント
２３  第３の支持エレメント
２５  パンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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