(57)【要約】  ガスタービン燃料ノズル（２０’）の少なくとも一部分を製造する方法及びそれに用いられる予め形状付けられたワークピース（２０）は、対向するグリップタブ部（２２，２４）を有することが開示され、これらのタブ部を、工作機械（３０）によって製造中に工作機械ホルダ（３２，３４）に固定することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する端部に隣接しつつ突出した少なくとも２個の互いに同軸上にあるグリップタブ部を有する予め形状付けられたワークピースを準備し、
前記グリップタブ部を工作機械ホルダに固定し、
前記ワークピースを回転させ、
前記ワークピースをほぼ最終形に機械加工し、
前記グリップタブ部を前記ワークピースから取り除く、
ことを含むことを特徴とするガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項２】
前記予め形状付けられたワークピースは、鋳造、鍛造、スタンピング又はこれらの組み合わせのいずれかによって作製されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項３】
前記予め形状付けられたワークピースは、単一の鋳物として一緒に鋳造されるフランジ部と軸部を含むことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項４】
前記工作機械ホルダは、前記機械工作において前記ワークピースをその主軸に対して回転させるように構成された共回転コレットであることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項５】
前記ワークピースが少なくとも１つの前記工作機械ホルダで保持された状態で、前記グリップタブ部は前記ワークピースから取り除かれることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項６】
ワークピースの主軸に対して位置合わせされた２個の対向するグリップタブ部を有する予め形状付けられたワークピースを準備し、
前記グリップタブ部を工作機械ホルダに挿入し、
前記ワークピースを回転させ、
前記ワークピースを前記工作機械でほぼ最終形の燃料ノズルに機械工作し、
前記工作機械を用いて前記グリップタブ部を前記燃料ノズルから取り除く、
ことを含むことを特徴とするガスタービン燃料ノズルの製造方法。
【請求項７】
ガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する工作機械に用いるために予め形状付けられたワークピースであって、
前記工作機用グリップを与えるための２個のグリップタブ部を含むとももに、前記グリップタブ部は、ほぼ最終形のワークピースから取り除かれるように構成および配置され、かつワークピースの主軸とレジストリにあることを特徴とするワークピース。
【請求項８】
互いに一体化されたフランジ部と軸部を含むことを特徴とする請求項８に記載のワークピース。
【請求項９】
前記グリップタブ部が、円筒形であることを特徴とする請求項８に記載のワークピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ガスタービンエンジンの燃料ノズルに関し、更に詳細には、その燃料ノズルの改良された製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料ノズルは、少なくとも部品の最大径に等しい全径を有する鋳造品から製造される多数の部品にて製造される。結果として、特に、最大径を有する部分が部品の僅かな部分でしかない場合、大量の材料が取り除かれる。これにより、部品を製造する時間及びコストが増大する。更に、ノズルの部品を、種々の操作が行われる工作機械に再配置する必要があり、これにより、各々の再配置では、部品を工作機械に対して正確に再び位置合わせして、誤差を所望の水準内に保つことが必要であるので、燃料ノズルを製造する困難性が高まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ガスタービン燃料ノズルの製造を大幅に簡素化できる改良された製造方法を提供して、製造時間及びコストを削減する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の実施形態において、本発明は、ガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法であって、対向する端部に隣接しつつ突出した少なくとも２個の互いに同軸上にあるグリップタブ部を有する予め形状付けられたワークピースを準備し、グリップタブ部を工作機械ホルダに固定し、ワークピースを回転させ、ワークピースをほぼ最終形に機械加工し、グリップタブ部をワークピースから取り除く、ことを含む方法を提供する。
【０００５】
第２の実施形態において、本発明は、ガスタービン燃料ノズルを製造する方法であって、当該ワークピースの主軸に対して位置合わせされる２個の対向するグリップタブ部を有する予め形状付けられたワークピースを準備し、グリップタブ部を工作機械ホルダに挿入し、ワークピースを回転させ、ワークピースを工作機械でほぼ最終形の燃料ノズルに機械工作し、工作機械を用いてグリップタブ部を燃料ノズルから取り除く、ことを含む方法を提供する。
【０００６】
第３の実施形態において、本発明は、ガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造するための工作機械に用いられる予め形状付けられたワークピースであって、ワークピースは、工作機械用グリップを与えるための２個のグリップタブ部を含むとともに、グリップタブ部は、ほぼ最終形のワークピースから取り除かれるように構成且つ配置され、ワークピースの主軸とレジストリにあるワークピースを提供する。
【０００７】
本発明におけるこれらの実施形態及び他の実施形態に関する更なる詳細については、以下に含まれる詳細な説明及び図面から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、音速以下の飛行で使用する場合に設けられるのが好ましい種類のガスタービンエンジン１０の例示を示しており、一般に、一連に流れるように、周囲の空気を推進させるファン１２と、その空気を加圧する多段階圧縮機１４と、圧縮空気を燃料と混合し点火して、高温の燃焼ガス環状流を生成する燃焼器１６と、燃焼ガスからエネルギを得るタービン部１８と、を備える。かかる図は、本発明が使用し得る環境の例示を示している。
【０００９】
図２ａは、一実施形態におけるガスタービン燃料ノズルの製造に用いられるワークピース２０を示している。ワークピース２０は、軸部２０ａおよびフランジ部２０ｂを含む。このワークピース２０は、除去されるべき材料の量を最小限にするように予め形状付ける。鋳造、鍛造、スタンピング又はこれらの組み合わせによってワークピース２０を得るのが好ましい。
【００１０】
まず、ワークピース２０は、２個の対向するグリップタブ部２２，２４を含む。これらのグリップタブ部２２，２４は、ワークピース２０に対して一体に連結されている。これらのグリップタブ部２２，２４は、円筒形であるのが好ましいものの、他の形状及び構成も可能である。２個のグリップタブ部２２，２４は、ワークピース２０の主軸Ｍとレジストリ（ｒｅｇｉｓｔｒｙ）にあるが、これは、グリップタブ部２２，２４の中心が主軸Ｍと同軸上に位置合わせされていることを意味する。なお、このような位置合わせが好ましいものの、主軸Ｍは、ワークピース２０の中心軸である必要はない。
【００１１】
グリップタブ部２２，２４は、工作機械ホルダの連結部として用いられる。これにより、グリップタブ部２２，２４を工作機械ホルダに簡単に固定することによってワークピース２０を保持することができる。各ホルダは同軸上にあるので、機械加工中、例えば各々の中心間で回転させるなど、ワークピースを回転させることができる。
【００１２】
図２ｂは、製造処理工程を終えた最終的な燃料ノズル２０’を示している。グリップタブ部は取り除かれている。
【００１３】
図３は、ミルターン（ｍｉｌｌ  ｔｕｒｎ）工作機械等の工作機械３０を概略的に示しており、一対のホルダ３２，３４が設けられている。工作機械３０におけるホルダ３２，３４は、共に回転するコレットを備える可動性キャリア（図示せず）に取り付けられているのが好ましく、これにより考え得る多くの軸に従って機械工作を行うことができる。回転駆動されるか、又は単に受動的に駆動される工具３６は、ワークピース２０の外面を機械加工するために、ワークピース２０の表面に対して配置される。工具３６は、ワークピース２０全体を主軸Ｍの周りに対して回転させることが可能であるか、あるいは、製造工程中に移動させることが可能である。通常、複数の工具３６が、製造を完了させるために必要である。しかしながら、燃料ノズル２０’を仕上げ処理する前に表面全てが機械加工されるのが好ましいものの、ワークピース２０の少なくとも一部分に対して加工が行われ得る。これにより、未加工のワークピース２０を製造する場合、既に完成した１つまたは複数のセクションを伴う燃料ノズル２０’を設計することが可能となる。
【００１４】
ワークピース２０がほぼ最終形、例えば製造処理の概ね最終段階になると、好ましくは、グリップタブ部２２，２４は、工作機械ホルダ３２，２４の少なくとも一方に保持された状態で、グリップタブ部２２，２４を、切断するか、又はそうでなければ、除去することによって、ワークピース２０から除去されるのが好ましい。かかる方法を用いる利点は、ワークピース２０の操作を最小限にすることである。理想的には、最後まで工作機械のいずれかのホルダ３２，３４からワークピース２０を除去する必要なく完全な製造工程を行う。これにより、取り扱いが大幅に簡略化される。
【００１５】
図４ａ及び図４ｂは、本発明を用いて、予め形状付けられたワークピース２０から製造することができる燃料ノズル２０の他の例示を示す図２ａ及び２ｂと同様の図である。図示のように、ワークピースすなわちノズルは、軸Ｍに対して対称である必要はない。
【００１６】
ガスタービン燃料ノズル２０’の製造においてワークピース２０を用いることにより、鑞付け接合部の少ない単一の部品を得ることが可能となる。このように一体化されたワンピース部材は、部品数が少ない。これにより、製造処理中に除去される材料を最小限にし、且つ同一の工作機械３０を用いて、部品を設計することが可能となる。全体として、本発明を用いて燃料ノズルを製造するコストは、従来の技術を用いる場合より低く、製造時間も短縮される。燃料チャネルには、米国特許第６，１４１，９６８号に従って、又は他の好適な方法によって提供されても良い。
【００１７】
上記の説明は、具体例のみを意味し、当業者であれば、開示された本発明の範囲から逸脱することなく上述の実施形態を変更可能であることを認識するだろう。例えば、予め形状付けられたワークピースは、鋳造、鍛造又はスタンピング以外の他の技術によって製造可能である。グリップタブ部は、円柱形である必要はない。これらのグリップタブ部は、任意の段階で且つ任意の方法を用いて、ワークピースから除去され得る。任意の数のグリップタブ部を用いても良い。本発明の範囲内に在る更に他の変更についても、かかる開示内容の検討を考慮に入れ、当業者等に明らかとなり、そしてかかる変更についても、添付の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が使用し得る一般的な環境の例示を説明するための一般的なガスタービンエンジンを示している。
【図２ａ】本発明により製造される燃料ノズルの例示の斜視図であり、工作機械によって機械加工される前の燃料ノズルを示している。
【図２ｂ】本発明により製造される燃料ノズルの例示の斜視図であり、製造工程の最後における燃料ノズルを示している。
【図３】工作機械で機械加工されるワークピースの概略図である。
【図４ａ】図２ａと同様の斜視図であり、他の実施形態による燃料ノズルを示している。
【図４ｂ】図２ｂと同様の斜視図であり、他の実施形態による燃料ノズルを示している。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2008524498.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月23日(2006.10.23)
【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】
燃料ノズルフランジ部と一体化された燃料ノズル軸部を有するワークピースであって、対向する端部に隣接しつつ突出した少なくとも２個の互いに同軸上にあるグリップタブ部を有する予め形状付けられた前記ワークピースを準備し、
前記グリップタブ部を工作機械ホルダに固定し、
前記ワークピースを回転させ、
前記ワークピースをほぼ最終形に機械加工し、
前記グリップタブ部を前記ワークピースから取り除く、
ことを含むことを特徴とするガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項２】
前記予め形状付けられたワークピースは、鋳造、鍛造、スタンピング又はこれらの組み合わせのいずれかによって作製されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項３】
前記フランジ部と前記軸部は、単一の鋳物として一緒に鋳造されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項４】
前記工作機械ホルダは、前記機械工作において前記ワークピースをその主軸に対して回転させるように構成された共回転コレットであることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項５】
前記ワークピースが少なくとも１つの前記工作機械ホルダで保持された状態で、前記グリップタブ部は前記ワークピースから取り除かれることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項６】
前記グリップタブ部は、前記ワークピースの軸に対して同軸にあり、且つ前記ワークピースは、前記軸に対して非線対称である請求項１に記載のガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法。
【請求項７】
ワークピースの主軸に対して位置合わせされた２個の対向するグリップタブ部を有する、非線対称の燃料ノズル軸部ワークピースを準備し、
前記グリップタブ部を工作機械ホルダに挿入し、
前記ワークピースを回転させ、
前記ワークピースを前記工作機械でほぼ最終形の燃料ノズルに機械工作し、
前記工作機械を用いて前記グリップタブ部を前記燃料ノズルから取り除く、
ことを含むことを特徴とするガスタービン燃料ノズルの製造方法。
【請求項８】
ガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する工作機械に用いるために予め形状付けられたワークピースであって、
接合フランジ部に結合される非線対称の燃料ノズル軸部を含むとももに、前記グリップタブ部は、ほぼ最終形のワークピースから取り除かれるように構成および配置され、かつワークピースの主軸とレジストリにあることを特徴とするワークピース。
【請求項９】
互いに一体化されたフランジ部と軸部を含むことを特徴とする請求項８に記載のワークピース。
【請求項１０】
前記グリップタブ部が、円筒形であることを特徴とする請求項８に記載のワークピース。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
第１の実施形態において、本発明は、ガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造する方法において、燃料ノズルフランジ部分と一体化された燃料ノズル幹部を有するワークピースであって、対向する端部に隣接しつつ突出した少なくとも２個の互いに同軸上にあるグリップタブ部を有する予め形状付けられたワークピースを準備し、グリップタブ部を工作機械ホルダに固定し、ワークピースを回転させ、ワークピースをほぼ最終形に機械加工し、グリップタブ部をワークピースから取り除く、ことを含む方法を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
第２の実施形態において、本発明は、ガスタービン燃料ノズルを製造する方法であって、当該ワークピースの主軸に対して位置合わせされる２個の対向するグリップタブ部を有する非線対称の燃料ノズル軸部ワークピースを準備し、グリップタブ部を工作機械ホルダに挿入し、ワークピースを回転させ、ワークピースを工作機械でほぼ最終形の燃料ノズルに機械工作し、工作機械を用いてグリップタブ部を燃料ノズルから取り除く、ことを含む方法を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
第３の実施形態において、本発明は、ガスタービン燃料ノズルの少なくとも一部分を製造するための工作機械に用いられる予め形状付けられたワークピースであって、ワークピースは、接合フランジ部に結合される非線対称の燃料ノズル軸部を含むとともに、グリップタブ部は、ほぼ最終形のワークピースから取り除かれるように構成且つ配置され、ワークピースの主軸とレジストリにあるワークピースを提供する。
【国際調査報告】
2008524498.tif 000009
2008524498.tif 000010