(57)【要約】燃焼器の単一部品を製造する方法を開示し、この方法は、単一部品（６０）の三次元情報を測定するステップと、三次元情報を各々が単一部品（６０）の断面層を規定する複数の切片に変換するステップと、レーザエネルギーを用いて金属粉末を溶融することによって単一部品（６０）の各層を連続的に形成するステップとからなる。また、単一構造を有する本体（６１、５１）からなり、本体（６１、５１）は高速製造プロセスを使用することによって製造される燃焼器部品（６０、５０）が開示される。  【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ノズル（５）の単一部品を製造する方法であって、前記単一部品（６０）の三次元情報を測定するステップと、前記三次元情報を各々が前記単一部品（６０）の断面層を規定する複数の切片に変換するステップと、レーザエネルギーを用いて金属粉末を溶融することによって前記単一部品（６０）の各層を連続的に形成するステップとからなる、方法。
【請求項２】
前記単一部品の三次元情報を測定するステップは、前記単一部品（６０）の三次元モデルを測定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
レーザエネルギーを用いて金属粉末を溶融することによって前記単一部品の各層を連続的に形成するステップは、コバルトクロム、ＨＳ１８８及びＩＮＣＯ６２５の少なくとも１つからなる粉末を溶融するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
レーザエネルギーを用いて金属粉末を溶融することによって前記単一部品の各層を連続的に形成するステップは、約１０ミクロン〜約７５ミクロンの粒度を有する金属粉末を溶融するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
レーザエネルギーを用いて金属粉末を溶融することによって前記単一部品の各層を連続的に形成するステップは、約１５ミクロン〜約３０ミクロンの粒度を有する金属粉末を溶融するステップを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記単一部品の三次元情報を測定するステップは、内部導管（６５）を有する前記単一部品（６０）の三次元モデルを測定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記単一部品の三次元情報を測定するステップは、複数の孔（８２）を有する前記単一部品（６０）の三次元モデルを測定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記単一部品の三次元情報を測定するステップは、複数の羽根（５２、５４）を有する前記単一部品（５０）の三次元モデルを測定するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記単一部品は燃料分配器（６０）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記単一部品は空気旋回翼（５０）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
単一構造を有する本体（６１、５１）からなり、前記本体（６１、５１）は高速製造プロセスを使用することによって製造される、燃焼器部品（６０、５０）。
【請求項１２】
前記高速製造プロセスはレーザ焼結法である、請求項１１に記載の燃焼器部品（６０、５０）。
【請求項１３】
前記高速製造プロセスはＤＭＬＳである、請求項１１に記載の燃焼器部品（６０、５０）。
【請求項１４】
前記本体（６１）は内部導管（６５）を有する、請求項１１に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項１５】
前記本体（６１）は１列の孔（８２）を有する、請求項１１に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項１６】
前記部品は燃料分配器（６０）である、請求項１１に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項１７】
前記部品は空気旋回翼（５０）である、請求項１１に記載の燃焼器部品（５０）。
【請求項１８】
前記部品は、少なくとも１列の羽根（５２）を有する空気旋回翼（５０）である、請求項１１に記載の燃焼器部品（５０）。
【請求項１９】
前記部品は燃料ノズル部品（６０）である、請求項１１に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項２０】
前記燃料ノズル部品は燃料分配器（６０）である、請求項１９に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項２１】
単一構造を有する本体（６１）と、
前記本体（６１）内に配置され、略軸方向に配向される燃料導管（１２）と、
前記本体（６１）内に配置され、前記燃料導管（１２）と流体連通して軸（１１）の周囲に円周方向に配向される燃料流路（６２）と、
前記燃料流路（６２）と流体連通して前記本体（６１）内に配置されて、前記燃料導管（１２）に入る燃料が通って出る少なくとも１つのオリフィス（６８）とからなる、燃焼器部品（６０）。
【請求項２２】
前記燃料導管（１２）に入る燃料は、オリフィス（６８）を通って出て前記本体（６１）の凹部（６８）に入る、請求項２１に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項２３】
前記本体（６１）との単一構造を有する中央本体（７０）であって、前記本体（６１）を取り囲む環状壁（７４）を有し、前記軸（１１）の周囲に円周方向に配列された複数のオリフィス（６８）に対応する円周列の開口（７１）を有する前記中央本体（７０）を更に備える、請求項２２に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項２４】
前記壁（７４）上に配置されて、前記壁（７４）の一部分の上に冷却空気を流すことができる少なくとも１列の円周列の開口（８０）を更に備える、請求項２３に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項２５】
前記開口（８０）は拡散孔である、請求項２４に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項２６】
前記本体（６１）の一端に配置されて、そこから軸方向後方に位置する炎から前記本体（６１）を保護することができる環状熱シールド（７２）を更に備える、請求項２１に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項２７】
前記本体（６１）は、前記熱シールド（７２）に向かって冷却空気を流すことができる円周列の軸方向開口（８２）を有する、請求項２６に記載の燃焼器部品（６０）。
【請求項２８】
単一構造を有する本体（６１）と、
前記本体（６１）内に配置されて略軸方向に配向され、実質的に一定の流路面積を有する複数の燃料導管（１２、１４）と、
前記本体（６１）内に配置されて、前記燃料導管（１２、１４）の少なくとも１つと流体連通して軸（１１）の周囲に円周方向に配向され、円周方向に変化する流路面積を有する複数の燃料流路（６２、６４）と、
前記複数の燃料流路（６２、６４）の少なくとも１つと流体連通して前記本体（６１）内に配置され、前記軸１１の周囲に円周方向に配列され、前記燃料導管（１２、１４）に入る燃料が通って出る複数のオリフィス（６８）とからなる、燃料分配器（６０）。
【請求項２９】
前記燃料導管（１２）に入る燃料は、前記オリフィス（６８）を通って出て前記本体（６１）の複数の凹部（６８）に入る、請求項２８に記載の燃料分配器（６０）。
【請求項３０】
前記本体（６１）との単一構造を有する中央本体（７０）であって、前記本体（６１）を取り囲む環状壁（７４）を有し、前記複数のオリフィス（６８）に対応する円周列の開口（７１）を有する前記中央本体（７０）を更に備える、請求項２８に記載の燃料分配器（６０）。
【請求項３１】
前記壁（７４）上に配置されて、前記壁（７４）の一部分の上に冷却空気を流すことができる少なくとも１列の円周列の開口（８０）を更に備える、請求項３０に記載の燃料分配器（６０）。
【請求項３２】
前記開口（８０）は拡散孔である、請求項３１に記載の燃料分配器（６０）。
【請求項３３】
前記本体（６１）の一端に配置されて、そこから軸方向後方に位置する炎から前記本体（６１）を保護することができる環状熱シールド（７２）を更に備える、請求項２８に記載の燃料分配器（６０）。
【請求項３４】
前記本体（６１）は、前記熱シールド（７２）に向かって冷却空気を流すことができる円周列の軸方向開口（８２）を有する、請求項３３に記載の燃料分配器（６０）。
【請求項３５】
単一構造を有し、本体（６１）内で略軸方向に配向された少なくとも１つの燃料導管（１２）を有し、前記燃料導管（１２）と流体連通して軸（１１）の周囲に円周方向に配向された前記本体（６１）内の少なくとも１つの燃料流路（６２）を有する環状燃料分配器（６０）と、
前記単一燃料分配器（６０）の内部に半径方向に配置されて、入る空気流を旋回させることができる環状空気旋回翼（５０）と、
前記環状空気旋回翼（５０）の内部に半径方向に配置されて、燃料と空気が混合室（７６）内で混合するように燃料流を前記混合室（７６）内に噴射することができる燃料噴射器（２２）とからなる、燃料ノズル（５）。
【請求項３６】
前記本体（６１）との単一構造を有する中央本体（７０）であって、前記本体（６１）を取り囲む環状壁（７４）を有し、前記本体（６１）内に配置され、前記軸（１１）の周囲に円周方向に配列された複数のオリフィス（６８）に対応する円周列の開口（７１）を有する前記中央本体（７０）を更に備える、請求項３５に記載の燃料ノズル（５）。
【請求項３７】
前記壁（７４）上に配置されて、前記壁（７４）の一部分の上に冷却空気を流すことができる、少なくとも１列の円周列の開口（８０）を更に備える、請求項３６に記載の燃料ノズル（５）。
【請求項３８】
前記開口（８０）は拡散孔である、請求項３７に記載の燃料ノズル（５）。
【請求項３９】
前記本体（６１）の一端に配置されて、そこから軸方向後方に位置する炎から前記本体（６１）を保護することができる環状熱シールド（７２）を更に備える、請求項３５に記載の燃料ノズル（５）。
【請求項４０】
前記本体（６１）上に配置されて、前記熱シールド（７２）に向かって冷却空気を流すことができる少なくとも１列の軸流孔（８２）を更に備える、請求項３９に記載の燃料ノズル（５）。
【請求項４１】
環状本体（５１）と、
前記環状本体（５１）上に配置されて、軸（１１）の周囲に円周方向に配列された外側羽根列（５４）と、
前記環状本体（５１）上に配置されて、前記軸（１１）の周囲に円周方向に配列され、前記外側羽根列（５４）に対して半径方向内方に配置された内側羽根列（５２）と、
前記環状本体（５１）上に配置された環状分流器（５３）とからなり、前記環状本体（５１）、前記外側羽根列（５４）、前記内側羽根列（５２）及び前記環状分流器（５３）は、単一構造を有する、空気旋回翼（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して燃焼器に関し、より詳細には、単一構造を有する燃料ノズル部品及びこのような部品を使用した燃料ノズルアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジンは一般に、エンジン内の燃焼器に燃料を供給する複数の燃料ノズルを含む。燃料は、燃料ノズルから高度に霧状化された噴霧状でバーナーの先端に導入される。圧縮空気が燃料ノズルの周囲に流入し、燃料と混合して混合気を形成し、これがバーナーによって点火される。燃料圧力の利用可能性は限られ、必要とされる燃料流は広範囲にわたるため、多くの燃料噴射器はパイロットノズルとメインノズルを含み、パイロットノズルだけは始動中に使用され、両ノズルは高出力運転中に使用される。メインノズルへの流れは、始動及び低出力運転中は減少又は停止する。このような噴射器は、燃料流をより正確に制御し、燃料噴霧をより正確に特定の燃焼器要求に向けることができるので、１つのノズルの燃料噴射器よりも、より効率的且つクリーンに燃焼することができる。パイロットノズル及びメインノズルは、同じノズルアセンブリ内に収容しても良く、別個のノズルアセンブリで支持しても良い。これらの二重ノズル燃料噴射器は、２つの燃焼器に対する燃料の更なる制御を可能にするために構成することもでき、更に優れた燃料効率と有害排出物の削減を提供する。点火された混合気の温度は、３５０００Ｆ（１９２００Ｃ）以上に達する。従って、燃料供給分配システムは、実質的に漏れがなく、炎から保護されることが重要である。
【０００３】
従来の燃料ノズル設計は複雑なアセンブリや３０以上の部品の連結を含むので、例えば燃料ノズル等の従来の燃焼器部品は、一般的に製造及び／又は修理するのに費用がかかる。より詳細には、ろう付接合を使用することにより、ろう付合金配置を可能にする適切な領域の必要性；不必要なろう付合金流を最小限に抑える必要性；ろう付品質を検証するための許容可能な検査システムの必要性；及び以前のろう付接合の再融を防止するためにいくつかのろう付合金を用意する必要性等の理由により、そのような部品を製造するのに必要な時間が増加し、更に製造プロセスを複雑にする可能性がある。更に、ろう付接合が多くなることによってろう付が複数回になり、部品の母材を弱めることがある。ろう付接合が多くなると、部品の重量及び製造費を増加させる可能性があり、望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／１３３５２７Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、潜在的な漏れ及び前述したその他の望ましくない効果を減少させるための単一構造を有する、例えば、燃料ノズル部品等の燃焼器部品が望ましい。費用の削減及び組立の簡略化のために単一構造の複合部品を使用した、より少ない部品を有する燃料ノズルが望ましい。複雑な三次元形状を有する単一燃焼器部品を製造する方法が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の要求は、単一構造を有する本体と、本体内に配置された燃料導管と、本体内に配置され、燃料導管と流体連通して軸の周囲に円周方向に配向される燃料流路と、燃料流路と流体連通して本体内に配置され、燃料導管に入る燃料がそれを通って出る少なくとも１つのオリフィスとからなる燃焼器部品を提供する、例示的実施形態によって満たすことができる。
【０００７】
別の実施形態では、上記の燃焼器部品は、本体との単一構造を有する中央本体であって、本体を取り囲む環状壁を有し、軸の周囲に円周方向に配列された複数のオリフィスに対応する円周列の開口を有する中央本体を更に備える。
【０００８】
本発明の別の態様では、燃料ノズルは、本体内に少なくとも１つの燃料導管を有する単一構造の環状燃料分配器と、その単一燃料分配器の内部に配置された環状空気旋回翼と、環状空気旋回翼の内部に配置されて、燃料流を噴射することのできる燃料噴射器とからなる。
【０００９】
本発明の別の態様では、空気旋回翼は、環状本体と、軸の周囲に円周方向に配列された本体上の外側羽根列及び内側羽根列と、本体上に配置された環状分流器とからなり、環状本体、外側羽根列、内側羽根列及び環状分流器は単一構造を有する。
【００１０】
本発明の別の態様では、燃焼器の単一部品を製造する方法は、単一部品の三次元情報を測定するステップと、三次元情報を各々が単一部品の断面層を規定する複数の切片に変換するステップと、レーザエネルギーを用いて金属粉末を溶融することによって単一部品の各層を連続的に形成するステップとからなる。
【００１１】
本発明の別の態様では、燃焼器部品は単一構造を有する本体からなり、本体は、高速製造プロセスを使用して製造される。
【００１２】
本発明と見なされる主題は、本明細書の結びの部分において具体的に指摘され明確に請求される。しかし、本発明は、添付図面に関連してなされる以下の説明を参照することによって最も良く理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の例示的実施形態による燃料ノズルの等角図である。
【図２】図１に示す本発明の例示的実施形態の軸方向断面図である。
【図３】図１に示す本発明の例示的実施形態の半径方向断面図である。
【図４】図１に示す本発明の例示的実施形態の半径方向断面図である。
【図５】本発明の代替的実施形態による燃料ノズルの等角図である。
【図６】図５に示す本発明の代替的実施形態の軸方向断面図である。
【図７】図５に示す本発明の代替的実施形態の半径方向断面図である。
【図８】図５に示す本発明の代替的実施形態の断面の等角図である。
【図９】図２及び図６に示す単一燃料ノズル部品を製造する方法の例示的実施形態を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
いくつかの図を通して同じ参照番号が同じ要素を示す図面を参照すると、図１は、本発明の例示的実施形態による燃料ノズル５を示している。燃料ノズルは、軸１１と、燃料を受けてその中に供給する燃料供給導管１２、１４からなる燃料ノズル先端１０と、燃料を分配する燃料分配器６０と、中央本体７０と、燃料と空気が混合する混合室７６と、熱シールド７２とを有する。図１に示す例示的実施形態では、２つの燃料供給導管１２、１４が示されており、例えば、対応する燃料供給管路１６、１８に連結される。第３の供給管路２０は、燃料ノズル先端１０の内部の軸に沿って配置されるパイロット燃料噴射器２２に燃料を供給する。
【００１５】
図１に示す本発明の例示的実施形態の部品及び特徴は、図２に示す軸方向断面図で明確に分かる。図２は、単一燃料分配器６０と、単一空気旋回翼５０と、パイロット燃料噴射器２２とを有する燃料ノズル５を示す。「単一」という用語は、本出願において、関連部品が製造時に単体として製造されることを示すために使用される。従って、単一部品は部品全体の一体構造を有しており、結合して１つの部品を形成する複数の部品片から製造される部品とは異なる。
【００１６】
燃料ノズル５は、燃焼器部品の一例である。これは、例えば、燃焼リグ試験中、ガスタービン内、又は燃焼中に炎を点火するために混合気を使用する燃焼器内等の燃焼環境に燃料を導入するために使用できる。燃料は、例えば、図２の部材１６、１８及び２０に示すような１つ以上の燃料供給管路を使用してノズル５に供給される。燃料供給管路１６、１８は、従来の結合手段を用いて燃料ノズル５内の対応する燃料導管に接続される。図２に示す例示的実施形態では、２つの燃料導管１２、１４は、軸１１に実質的に平行な略軸方向の配向を有するように示されており、断面積「Ａ」を有する。燃料導管１２、１４は、単一燃料分配器６０の本体６１内に形成される。単一燃料分配器の本体６１は、軸１１に関して軸対称である内部を有する。本体６１の内部は、本明細書において後に説明する空気旋回翼５０を保持することができる略円筒部分８６と、円筒部分８６から軸方向前方に配置される円錐部分８４とを有する。円錐部分８４は、燃焼前にパイロット燃料と空気が混合する混合室７６の一部を形成するベンチュリ７８を有する。点火されると、炎はベンチュリ７８の出口平面の前方で軸方向に形成される。
【００１７】
燃料導管１２、１４に入る燃料は、単一燃料分配器６０の本体６１内に形成された主燃料回路６５（図４参照）に入る。本明細書で示す例示的実施形態では、主燃料回路６５は軸１１の周囲で略円周方向の配向を有し、図２及び図４に示すように、第１燃料路６２及び第２燃料路６４からなる。第１燃料導管１２からの燃料は、第１燃料入口６７で第１燃料路６２に流入し、第２燃料導管１４からの燃料は第２燃料入口６９で第２燃料路６４に流入する。２つの軸方向燃料導管１２、１４及び対応する円周方向燃料路６２、６４を本明細書の実施形態で示すが、当業者には理解されるように、単一燃料分配器６０において、その他の構造の燃料導管及び燃料路、並びにその他の配向を有することは可能であり、本発明の範囲内である。
【００１８】
図２及び図４に示すように、主燃料回路６５からの燃料は、本体６１内に配置される複数の燃料オリフィス６８によって燃料分配器６０から外方に案内される。図２、３及び４に示す例示的実施形態では、各々の燃料オリフィス６８は、燃料柱６６の内部に配置される。燃料柱６６は、本体６１の一部として形成される。各々の燃料オリフィス６８は、主燃料回路６５の燃料路６２、６４と流体連通する。主燃料回路６５からの加圧燃料はオリフィス６８に入り、燃料ノズル５から外へ放出される。図４に示すように、主燃料回路６５は、円周方向に変化する断面積（「Ｂ」で示される）を有する。断面積「Ｂ」の変化は、燃料が燃料入口６７、６９から本体６１の円周方向に配列される複数のオリフィス６８に流れる時に、主燃料回路６５内で定圧を維持するように、既知の方法を用いて寸法決めされる。
【００１９】
図２に示す燃料ノズル５の例示的実施形態では、分配器本体６１は、本体６１との単一構造を有する環状中央本体７０からなる。中央本体７０は、本体６１を取り囲み、空気流の環状通路４９を形成する環状外壁７４を有する。燃料ノズル５を冷却する供給空気流４８は、中央本体外壁７４と分配器本体６１の間の空気流通路４９に入り、燃料柱を流れて、燃料オリフィス６８の冷却を促進する。外壁７４は、円周列の燃料オリフィス６８に対応して円周方向に配列される複数の開口７１を有する。オリフィス６８から放出された燃料は、開口７１を通って燃料ノズル５から出て、燃焼器に入る。外壁７４の内径と燃料柱６６の外端の間に、小さな間隔を有することが可能である。図１及び４に示す例示的実施形態では、この間隔は約０．０００インチ〜約０．０１０インチである。
【００２０】
図２に示す例示的実施形態では、中央本体壁７０は、燃料ノズル５に入る供給空気流４８の一部に１列以上の円周列の開口８０を通過させる多孔冷却システムによって冷却される。中央本体の多孔冷却システムは、一般的に１〜４列の開口８０を使用する。開口８０は、略一定直径を有する。或いは、開口８０は、可変断面積を有する拡散開口であっても良い。図２では、２列の円周列の開口８０が示されており、各列は６０〜８０個の開口を有し、各開口は約０．０２０インチ〜０．０３０インチの間で変化する直径を有する。図１、２及び３に示すように、開口８０は、外壁７４内で軸方向、半径方向及び接線方向の複雑な配向を有し得る。中央本体７０の円周方向に配列された更なる列の冷却孔８２は、供給空気流４８を燃料分配器６０の他の部分に案内するために設けられている。図１及び２に示す例示的実施形態では、本体６１は、本体６１の一端に配置された環状熱シールド７２を備える。熱シールド７２は、燃焼器内で燃焼中に形成される炎から本体６１を保護する。熱シールド７２は、熱シールド７２に衝突する冷却空気を案内する、図１及び２に示すような軸方向の配向を有する１列以上の円周列の孔８２によって冷却される。燃料分配器６０の単一構造では、孔は、一般的に少なくとも０．０２０インチの直径を有する。本明細書で示す例示的及び代替的実施形態では、約０．０２６インチ〜約０．０３０インチの孔寸法を持つ５０〜７０個の孔を有する円周列を使用した。
【００２１】
本明細書で示す本発明の例示的実施形態は、空気流を受け、それを軸方向及び円周方向に旋回させる単一空気旋回翼５０を備える。単一空気旋回翼５０は、旋回翼本体５１の周囲に円周方向に配列された複数の内側羽根５２を有する。内側羽根５２は、本体５１と環状分流器５３の間で半径方向に延在する。単一空気旋回翼５０は、分流器５３上に円周方向に配列され、分流器５３から半径方向外方に延在する複数の外側羽根５４を有する。分流器５３は、燃料ノズル５に入る空気流を内側空気流４０と外側空気流４２に分割する。内側空気流４０は内側羽根５２によって旋回し、外側空気流４２は外側羽根５４によって旋回する。羽根５２、５４を適切に配向することにより、内側空気流４０と外側空気流４２を同じ円周方向（「同旋回」）又は反対の円周方向に旋回させることができる。本明細書で示す例示的実施形態では、内側空気流４０及び外側空気流４２は同旋回する。内側羽根５２から出る旋回した内側空気流４０は、環状分流器５３の内部によって囲まれる内側通路４４に入る。内側通路４４から、旋回している空気は分流器５３の分岐部分５６に入り、パイロット燃料噴射器２２によって噴射された燃料噴霧と混合する。従来の燃料噴射器２２が図２に示されており、燃料旋回翼２８とパイロット燃料噴射器オリフィス２６からなる。外側羽根５４から出る旋回した外側空気流は、分流器５３の半径方向外側部分と単一燃料分配器本体６１の半径方向内面の間に形成された環状外側通路４６に入る。旋回した空気流とパイロット燃料噴射器２２から噴射された燃料は、分配器本体６１の内部でベンチュリ７８によって形成された混合室７６内で混合する。このようにして形成された混合気は軸方向前方に移動し、燃料ノズル５を出て、燃焼炎を発生させるために点火される。前述のように、燃料ノズル本体６１は、炎から燃料ノズルを保護するために、本体６１の軸方向後端に配置された熱シールド７２を有する。
【００２２】
図５、図６、図７及び図８は、本発明の代替的実施形態を示す。この代替的実施形態は、従来の燃料噴射器２２と、前述したものと同様の単一空気旋回翼５０を使用する。単一燃料分配器１６０は、図１に示す前述の実施形態とは異なる。単一燃料分配器１６０は、燃料導管１１２、１１４を有する本体１６１と、燃料導管と流体連通する主燃料回路１６５を有する。図７に示すように、主燃料回路１６５は、第１燃料路１６２及び第２燃料路１６４からなる。円周方向に配列される複数の燃料オリフィス１６８は、燃料路１６２、１６４からの燃料を複数の凹部１７３の中及び燃料ノズル１０５の外へ噴射する。本明細書で示す代替的実施形態では、供給空気流１４８は、円周列の開口１４７を通って単一燃料分配器本体１６１に入り、ベンチュリ１７８を取り囲む環状空気通路１４９に入る。環状熱シールド１７２は、ベンチュリ１７８の軸方向後端に配置される。環状熱シールドは、円周列の冷却孔１８２を通って案内される冷却空気を用いた衝突によって冷却される。単一燃料分配器本体１６１は、ベンチュリ１７８から軸方向前方に配置される円筒部分１８６を有する。前述のものと同様の単一空気旋回翼５０は、円筒部分１８６内に配置される。前述のように、従来の燃料噴射器２２は、単一空気旋回翼５０内に配置される。図７は、燃料ノズル１０５の代替的実施形態の半径方向断面図を示す。図８は、燃料ノズル１０５の代替的実施形態の断面の等角図を示す。
【００２３】
図２に示す例示的実施形態の単一燃料分配器６０及び図６に示す代替的実施形態の単一燃料分配器１６０は、直接金属レーザ焼結法（ＤＭＬＳ）、レーザネットシェイプ製造法（ＬＮＳＭ）、電子ビーム焼結法及びその他の既知の製造プロセス等の高速製造プロセスを用いて製造できる。ＤＭＬＳは、本明細書に記載の燃料分配器６０、１６０及び旋回翼５０等の単一燃料ノズル部品を製造する好適な方法である。
【００２４】
図９は、図２及び図６に示す燃料分配器６０、１６０及び空気旋回翼５０等の、本明細書に記載の単一燃料ノズル部品を製造する方法２００の例示的実施形態を説明するフローチャートである。方法２００には、直接金属レーザ焼結法（ＤＭＬＳ）を用いて単一燃料分配器６０（図２に示す）、単一燃料分配器１６０（図６に示す）及び空気旋回翼５０（図２及び図６に示す）を製造するステップが含まれる。ＤＭＬＳは、部品の三次元情報、例えば三次元コンピュータモデルを用いて金属部品を製造する既知の製造プロセスである。三次元情報は複数の切片に変換され、各切片は、所定の高さの切片に対して部品の断面を規定する。その後、部品は、完成するまで、１切片ずつ、即ち１層ずつ「構成」される。部品の各層は、レーザを用いて金属粉末を溶融することによって形成される。
【００２５】
従って、方法２００は、各々の単一燃料ノズル部品５０、６０、１６０（図２及び図６に示す）の三次元情報を測定するステップ２０５と、三次元情報を各々が単一燃料ノズル部品５０、６０、１６０の断面層を規定する複数の切片に変換するステップ２１０を含む。その後、各々の単一燃料ノズル部品５０、６０、１６０がＤＭＬＳを用いて製造され、即ち、より詳細には、各々の層がレーザエネルギーを用いて金属粉末を溶融することによって連続的に形成される（ステップ２１５）。各々の層は、約０．０００５インチ〜約０．００１インチの寸法を有する。単一燃料ノズル部品５０、６０、１６０は、適切なレーザ焼結機を用いて製造しても良い。適切なレーザ焼結機の例としては、これらに限定されないが、ミシガン州ノビのＥＯＳ  ｏｆ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．から入手可能なＥＯＳＩＮＴ．ＲＴＭ．Ｍ２７０  ＤＭＬＳマシン、ＰＨＥＮＩＸ  ＰＭ２５０マシン、及び／又はＥＯＳＩＮＴ．ＲＴＭ．Ｍ２５０  Ｘｔｅｎｄｅｄ  ＤＭＬＳマシンが挙げられる。単一燃料ノズル部品５０、６０、１６０を製造するために使用される金属粉末は、好ましくはコバルトクロムを含む粉末であるが、例えばＨＳ１８８８及びＩＮＣＯ６２５だがこれに限らないその他の適切な金属粉末であって良い。金属粉末は、約１０ミクロン〜７４ミクロン、好ましくは約１５ミクロン〜約３０ミクロンの粒度を有し得る。
【００２６】
例えば燃料ノズル部品等の単一燃焼器部品を製造する方法は、好適な方法としてＤＭＬＳを用いて本明細書で記載したが、製造の当業者には理解されるように、多層構造又は追加製造を用いたその他の適切な高速製造方法を使用することもできる。これらの代替的な高速製造方法としては、これらに限定されないが、選択レーザ焼結法（ＳＬＳ）、インクジェット及びレーザジェット等の３Ｄ印刷法、光造形法（ステレオリソグラフィー）、直接選択レーザ焼結法（ＤＳＬＳ）、電子ビーム焼結法（ＥＢＳ）、電子ビーム溶解法（ＥＢＭ）、レーザ技術ネットシェイプ法（ＬＥＮＳ）、レーザネットシェイプ製造法（ＬＮＳＭ）及び直接金属蒸着法（ＤＭＤ）が挙げられる。
【００２７】
本発明において説明及び／又は例示した方法及び／又は燃料ノズルの要素／部品／等を挙げる際、冠詞である「１つの」、「その」及び「前記」は、１つ以上の要素／部品／等が存在することを意味するものとする。「からなる」、「含む」及び「有する」といった用語は包括的であり、列挙した要素／部品／等以外の追加要素／部品／等が存在し得ることを意味するものとする。
【００２８】
本明細書は、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明を開示し、更に当業者が本発明を製作且つ使用できるようにする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到するその他の実施例を含む。このようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有する場合、又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する同等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することを意図している。
【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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【国際調査報告】
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