(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼器のライナのパネルは、動作中、パネル内部に熱応力が誘起される場合がある。熱応力を受けながら動作が継続されると、パネルは熱疲労を発生し、内部に脆弱化および／または亀裂が発生し、交換が必要となるが、交換は長い時間とコストがかさむ行程であるため、費用効率よくかつ高い信頼性をもって交換を可能にする。【解決手段】内側ライナおよび外側ライナにより形成される燃焼ゾーンを有するガスタービンエンジンの燃焼器の燃焼器ライナを修理する方法として、ライナの劣化した部分を除去し欠損を形成するために燃焼器ライナの一部分を除去する工程と；少なくとも１つの開口部９６を有する交換用パネル２４０および開口部９６に隣接して交換用パネル２４０に塗布された熱障壁材料１１０を提供する工程と；欠損部分に交換用パネル２４０を設置する工程とから成る。【選択図】図６
2008157248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ライナ（４２）及び外側ライナ（４４）により形成される燃焼ゾーン（３６）を有するガスタービンエンジンの燃焼器（３０）の燃焼器ライナ（１４０）を修理する方法において、
燃焼器ライナ（１４０）に欠損を形成するために燃焼器ライナ（１４０）の一部分を除去する工程と；
少なくとも１つの開口部（９６）を有する交換用パネル（２４０）及び前記開口部（９６）に隣接して前記交換用パネル（２４０）に塗布された熱障壁材料（１１０）を与える工程と；
前記欠損に前記交換用パネル（２４０）を設置する工程と
から成る方法。
【請求項２】
前記交換用パネル（２４０）の周囲縁部（２５０）の少なくとも一部には熱障壁材料（１１０）を塗布せず、前記方法は、前記欠損に前記交換用パネル（２４０）を設置した後に前記周囲縁部（２５０）に熱障壁材料（１００）を塗布する工程を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記熱障壁材料（１１０）を塗布する工程に先立って、前記少なくとも１つの開口部（９６）を覆うように前記交換用パネル（２４０）に保護マスクを装着する工程を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記交換用パネル（２４０）を設置する工程は、前記欠損の中に前記交換用パネル（２４０）を溶接する工程を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記溶接する工程は、前記欠損の中に前記交換用パネル（２４０）を固着するためにＥＢ溶接処理及びＴＩＧ溶接処理のうち少なくとも一方を使用する工程を更に含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記欠損に合わせて適切な大きさに形成された交換用パネル（２４０）を選択する工程を更に含む請求項１記載の方法。
【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に関し、特に、ガスタービンエンジンと共に使用される燃焼器ライナを修理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、空気を圧縮する圧縮機を含む。圧縮された空気は燃料と混合され、燃焼器へ搬送される。燃焼器の燃焼室の内部で混合物は点火され、高温燃焼ガスを生成する。少なくともいくつかの周知の燃焼器は、燃焼ガスをタービンへ搬送するためにドーム構体、カウリング及び複数のライナを含む。タービンは、圧縮機に動力を供給するためのエネルギー、並びに飛行中の航空機を推進するため又は発電機などの負荷に動力を供給するために有効な仕事を生成するためのエネルギーを燃焼ガスから抽出する。ライナはカウリングによってドーム構体と結合され、カウリングから下流側へ延出して燃焼室を規定する。
【０００３】
少なくともいくつかの周知のライナは、リベット留め、ボルト留め又は溶接接続によって互いに結合された複数のパネルを含む。パネルの一部は、隣接するパネルの間に形成された冷却ナゲットを含む。ナゲットは、パネルから半径方向外側へ燃焼室から離間するように延出する。従って、そのような冷却ナゲットは、燃焼室に隣接するパネルの部分ほど高温の熱にはさらされず、そのため、動作中、パネルの内部に熱応力が誘起される場合がある。時間の経過に伴って、熱応力を受けながら動作が継続されると、パネルは熱疲労を発生し、その結果、パネルの内部に脆弱化及び／又は亀裂が発生する。
【０００４】
現在の修理方法は、熱疲労亀裂を溶接することを含む。更に、熱応力により脆弱化したパネルの領域にパッチが装着されてもよい。しかし、パネルの広い領域又は複数のパネルにわたって熱応力が熱疲労又は熱破壊を引起こした場合、燃焼器は、そのようなパネルの内部でパッチを装着できるほど十分な構造の一体性を保持できない場合がある。冷却穴又は希釈穴などの開口部がパネルに配置され且つ熱障壁被覆膜が使用されていることが、溶接及びパッチの使用を更に複雑にしている。そのような場合、パネルの修理は実現不可能であり、燃焼器ライナ全体が交換される。
【０００５】
ライナはカウル及びドーム構体に結合されるため、ライナを交換する際には、多くの場合、燃焼器全体が解体されなければならない。更に、カウル及びドーム構体からファスナが除去される場合、構成要素の間の精密な寸法関係に狂いが生じ、その結果、再び組立てる際に特殊な工具が必要とされることもある。従って、冷却ナゲットを含む燃焼器ライナの交換は長い時間を要し、コストのかさむ工程である。
【発明の開示】
【０００６】
内側ライナ及び外側ライナにより形成される燃焼ゾーンを有するガスタービンエンジンの燃焼器の燃焼器ライナを修理する方法は、燃焼器ライナに欠損を形成するために燃焼器ライナの一部分を除去する工程と；少なくとも１つの開口部を有する交換用パネル及び開口部に隣接して交換用パネルに塗布された熱障壁材料を提供する工程と；欠損に交換用パネルを設置する工程とから成る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、ガスタービンエンジン１０を概略的に示した図である。ガスタービンエンジン１０は低圧圧縮機１２、高圧圧縮機１４及び燃焼器１６を含む。エンジン１０は高圧タービン１８及び低圧タービン２０を更に含む。低圧圧縮機１２及び低圧タービン２０は第１の軸２２により結合され、高圧圧縮機１４及び高圧タービン１８は第２の軸２１により結合される。一実施形態においては、ガスタービンエンジン１０は、オハイオ州シンシナティのGeneral Electric Aircraft Enginesより市販されているGE90エンジンである。別の実施形態においては、ガスタービンエンジン１０は、オハイオ州シンシナティのGeneral Electric Aircraft Enginesより市販されているCFエンジンである。
【０００８】
動作中、空気は低圧圧縮機１２を通って流れ、圧縮された空気は低圧圧縮機１２から高圧圧縮機１４に供給される。高圧に圧縮された空気は燃焼器１６へ送り出される。燃焼器１６からの空気流れはタービン１８及び２０を駆動し、ノズル２４を通ってガスタービンエンジン１０から排出される。
【０００９】
図２は、燃焼器３０を示した部分横断面図である。図３及び図４は、燃焼器３０の各部分を示した拡大図である。燃焼器３０は図１に示されるガスタービンエンジン１０と組合わせて使用されてもよく、ドーム構体３２を含む。燃料噴射器（図示せず）はドーム構体３２の内部へ延出し、ドーム構体３２を経て燃焼器３０の燃焼ゾーン３６の中へ霧状燃料を噴射して、空気／燃料混合物を形成する。空気／燃料混合物は、燃料噴射器の下流側で点火される。
【００１０】
燃焼ゾーン３６は、半径方向外側の環状支持部材（図示せず）及び半径方向内側の環状支持部材（図示せず）並びに燃焼ライナ４０により形成される。燃焼ライナ４０は、燃焼ゾーン３６の内部で生成される熱から外側支持部材及び内側支持部材を遮蔽する。燃焼ライナ４０は内側ライナ４２及び外側ライナ４４を含む。各ライナ４２及び４４は環状であり、マルチナゲット領域４６及び多穴領域４８を含む。各マルチナゲット領域４６はドーム構体３２から各多穴領域４８まで下流側へ延出する。
【００１１】
ライナ４２及び４４は燃焼ゾーン３６を規定する。燃焼ゾーン３６はドーム構体３２からタービンノズル（図示せず）まで下流側へ延出する。外側ライナ４４及び内側ライナ４２は複数のパネル５０をそれぞれ含む。パネル５０は一連の段差５２を含み、各々の段差は燃焼ライナ４０の別個の部分を形成する。
【００１２】
外側ライナ４４はボルトバンド６０及び第１のパネル６４を含み、内側ライナ４２はボルトバンド６２及び第１のパネル６６を含む。外側ボルトバンド６０及び内側ボルトバンド６２はドーム構体３２に隣接して配置され、ドーム構体３２からそれぞれ対応する第１のパネル６４及び６６まで下流側へ延出する。第１のパネル６４はボルトバンド６０から下流側に結合され、第１のパネル６６はボルトバンド６２から下流側に結合される。下流側の隣接する各パネル５０は順次番号付けされる。すなわち、第２のパネル６８は対応する第１のパネル６４から下流側に結合され、第２のパネル７０は対応する第１のパネル６６から下流側に結合される。ボルトバンド６０及び６２は、貫通するファスナ７４を受入れるような大きさに形成された複数の開口部７２を含む。ファスナ７４はライナ４２及び４４、ボルトバンド６０及び６２並びにカウル構体７８をドーム構体３２に固着する。
【００１３】
各燃焼器パネル５０は燃焼器ライナ面８０、外面８２及び張出し部分８４を含む。燃焼器ライナ面８０はドーム構体３２からタービンノズルまで延出する。燃焼器ライナ面８０及び外面８２は張出し部分８４において互いに結合され、後向き縁部８６を形成する。複数の空冷構造８８は隣接する燃焼器パネル５０を分離する。
【００１４】
空冷構造８８は複数の開口部９０を含む。高温燃焼ガスと燃焼器ライナ面８０との間に空気の薄い保護境界層が形成されるように、開口部９０は空気プレナム（図示せず）からの空気を受入れる。更に、開口部９０は燃焼器ライナ４０の対流冷却を可能にする。特に、開口部９０は、隣接するパネル５０の間にパネル５０により形成されるナゲット９２から半径方向内側に形成された構造８８を貫通する。パネル５０は直列に結合されるので、各パネルの下流側端部１００は隣接する下流側パネル５０の上流側端部１０２に結合される。ナゲット９２は、隣接して結合されたパネルの下流側端部１００と上流側端部１０２との間に形成される。
【００１５】
ライナマルチナゲット領域４６は複数のナゲット９２を含む。本実施形態においては、マルチナゲット領域４６は３つのナゲット９２を含む。ライナ多穴領域４８は複数の開口部９６を含む（代表する開口部９６が示される）。ライナの他の領域は、図２、図４及び図５に示されるような多穴型開口部９６を含んでもよい。
【００１６】
燃焼器ライナ面８０に熱障壁材料の層１１０が塗布される。熱障壁材料は燃焼器ライナ面８０を高温燃焼ガスから更に隔離する。一実施形態においては、熱障壁被覆膜材料はマサチューセッツ州ウィルミントンのEnglehart Industriesより市販されている。
【００１７】
動作中、燃焼ゾーン３６の中へ霧状燃料が噴射されて点火されている間、燃焼ゾーン３６の内部で熱が生成される。空気は冷却構造８８を通って燃焼ゾーン３６に入り、燃焼器ライナ面８０に沿って空気の薄い保護境界層を形成するが、燃焼器ライナ面は一様に高温にさらされるわけではないため、パネル５０に対する熱応力が発生する。時間の経過に伴って熱応力にさらされ続けると、パネル５０は劣化する場合がある。
【００１８】
燃焼器ライナ４０の劣化領域は、本明細書中で説明される方法を使用して除去され、交換されてもよい。特に、各ライナマルチナゲット領域４６及び／又は各ライナ多穴領域４８の劣化領域は、本明細書中で説明される方法を使用して除去及び交換されてもよい。
【００１９】
エンジン１０のような現場返納エンジンにおいて、燃焼器ライナマルチナゲット領域４６が少なくとも１つの劣化したパネル５０を含むことが示された場合、劣化したパネル５０を除去するために、燃焼器ライナ４０を貫通して周囲切込みが形成される。特に、図３に示されるように、線１２０により示される通り、切込みがライナ外面８２からライナ内面８０まで延出し、切断されるパネル５０のパネル本体１０４の一部分１２２が燃焼器３０の内部に固着された状態のままであるように、切込みはライナ４０を貫通し、パネル本体１０４を貫通して半径方向に形成される。更に、切込みは交換される劣化したパネル５０から下流側へライナ４０を貫通して形成される。取外しに際して、劣化したパネル５０をライナ４０から分離するために、ファスナ７４がゆるめられてもよい。あるいは、ライナに開口部又は欠落部分（欠損）を形成するために、劣化したパネル５０が燃焼器ライナ４０から分離され且つ取外し自在となるように、交換される劣化したパネル５０から上流側へ第２の切込みが形成されてもよい。
【００２０】
以上説明したように燃焼器ライナを修理することにより、ライナの完全に環状のセグメントがそれに匹敵する適切な環状ライナセグメントと交換されてもよい。従って、この種の燃焼器ライナ修理のための交換用パネルは、添付の図面において元のライナについて示される大きさ、形状及び構造を有する。あるいは、部分環状セグメントを使用して修理が実行されてもよく、図６及び図７に示される交換用パネル２４０のように、燃焼器ライナの除去されるセグメントに対応するような形状に形成された複数の交換用パネルによって別個のパッチを使用して修理が実行されてもよい。
【００２１】
燃焼器ライナ４０から劣化したパネル５０が除去された後、燃焼器ライナ４２及び／又は４４に交換用パネルが設置されてもよい。必要に応じて、交換用パネルは、交換されるライナ４０の部分とほぼ同一であるナゲット構成を含むように形成される。一実施形態においては、交換用パネルとして鍛造物、鍛接リング又は鋳造物のうち少なくとも１つが使用される。
【００２２】
交換用パネルは、平坦な材料シート又はほぼ平坦な材料シートから形成されてもよい。その後、材料シートは、交換されるライナの欠損に対応するような必要な形状に成形される。この成形は、材料のシートを円筒形、半円筒形、球形、半球形又は必要とされる任意の形状に成形することを含んでもよい。必要に応じて、燃焼器ライナの欠損部分又は除去部分の条件に適合するように、材料に開口部が形成される。それらの開口部は種々のパターン及び大きさの穴を含んでもよい。平面図で見たとき、パネルは正方形、長方形又は燃焼器ライナの適用可能な欠損を交換する際に使用するのに適する他の任意の形状であってもよい。
【００２３】
その後、交換用パネルは、燃焼器ライナ４２及び／又は４４の内部に固着されたままである既存のパネル５０に溶接されるように燃焼器ライナ４２及び／又は４４に溶接される。特に、交換用パネルの本体の下流側（図示せず）は燃焼器３０の内部のパネル本体部分１２２に溶接される。一実施形態においては、燃焼器３０の内部に交換用パネルを固着するために電子ビーム（ＥＢ）溶接が使用される。別の実施形態においては、燃焼器３０の内部に交換用パネルを固着するためにタングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接が使用される。次に、溶接部又は他の固着部分の付近において交換用パネルの周囲縁部及び燃焼器ライナ面８０に熱障壁被覆膜材料が塗布されてもよく、また、開口部９６の品質を検査後の状態に維持するために、開口部９６を覆うように保護マスクが配置されてもよい。その後、ファスナ７４は再び締付けられる。
【００２４】
エンジン１０のような現場返納エンジンにおいて、燃焼器ライナ多穴領域４８が少なくとも１つの劣化したパネル５０を含むことが示された場合、劣化したパネル５０を除去するために、燃焼器ライナ４０を貫通する切込みが形成される。特に、図３に示されるように、線１２０によって示される通り、切込みがライナ外面８２からライナ面８０まで延出し、パネル本体部分１２２が燃焼器３０の内部に固着されたままの状態であるように、周囲切込みはライナ４０からパネル本体１０４を貫通して半径方向に形成される。更に、切込みは、交換される劣化したパネル５０から下流側へライナ４０を貫通して形成される。その後、多穴領域４８の劣化部分が燃焼器ライナ４０から分離されて取外し自在の状態となり、その結果、ライナに開口部又は欠落部分（欠損）が形成されるように、多穴領域４８の中に、交換される劣化したパネル５０から上流側に第２の切込みが形成されてもよい。次に、必要に応じて、劣化部分及びマルチナゲット領域４６を除去するためにそれらをライナ４０から分離するために、ファスナ７４がゆるめられてもよい。
【００２５】
以上説明したように燃焼器ライナの修理を実行することにより、ライナの完全な環状セグメントがそれに匹敵する又は適合する環状ライナセグメントと交換されてもよい。従って、この種の燃焼器ライナ修理のための交換用パネルは、添付の図面において元のライナについて示される大きさ、形状及び構造を有する。あるいは、部分環状セグメントによって修理が実行されてもよく、図６及び図７に示される交換用パネル２４０のように、燃焼器ライナの除去されるセグメントに対応するような形状に形成された複数の交換用パネルにより形成される別個のパッチを使用して修理が実行されてもよい。
【００２６】
多穴領域４８の劣化部分が燃焼器３０から除去された後、燃焼器３０に交換用パネルが設置されてもよい。一実施形態においては、鍛造物、鍛接リング、鋳造物又は薄板金パネルのうち少なくとも１つが交換用パネルとして製造及び使用される。交換用パネルが装着される前に、交換用パネルに多穴領域９６が予め形成される。必要に応じて、開口部９６の縁部及び交換用パネルの周囲の面を被覆するように、開口部９６の付近を含めて熱障壁被覆膜１１０が更に塗布される。一実施形態においては、開口部はレーザー処理によって形成される。別の実施形態においては、開口部は電子放電加工（ＥＤＭ）処理を使用して形成される。更に別の実施形態においては、燃焼器３０の冷却を改善するために、新たに形成される開口部は異なる大きさであってもよく、縮小されるか又は以前とは異なる位置に配置されてもよい。
【００２７】
交換用パネルは、平坦な材料シート又はほぼ平坦な材料シートから形成されてもよい。その後、材料シートは、交換されるライナの欠損に対応するように必要な形状に成形される。この成形は、材料のシートを円筒形、半円筒形、球形、半球形又は必要とされる任意の形状に成形することを含んでもよい。必要に応じて、燃焼器ライナの欠損又は除去部分の条件に適合するように、材料に開口部が形成される。それらの開口部は種々のパターン及び大きさの穴を含んでもよい。平面図で見たとき、パネルは正方形、長方形又は燃焼器ライナにおける適用可能な欠損を交換する際に使用するのに適する他の任意の形状であってもよい。
【００２８】
交換用パネルはライナ１４０から除去される特定の部分に適合するような大きさ及び形状に形成されてもよく、あるいは１つ以上の一般に使用される大きさ及び形状で予め製造されてもよい。交換用パネルはパネルを貫通する１つ以上の開口部９６と、少なくとも一方の面に塗布された熱障壁材料１１０とを含んでもよい。熱障壁材料１１０は両面に塗布されてもよく、１つ以上の開口部９６の縁部を被覆するように塗布されてもよい。しかし、ライナ１４０への固着を容易にするために、交換用パネル（図６及び図７に示される交換用パネル２４０を参照）の周囲縁部２５０の少なくとも一部に熱障壁材料１１０が塗布されない。周囲縁部２５０のほぼ全て又は全体に熱障壁材料１１０が塗布されなくてもよい。溶接工程又は他の固着工程の実施を容易にするために、交換用パネル２４０は面取り縁部２４５を更に含んでもよい。
【００２９】
設置前に、交換用パネルの多穴領域に開口部９６を形成し、熱障壁材料１１０を塗布することにより、制御された工場内条件の下で、開口部９６の空気流量特性の検査及び確認を含めて、交換用パネルを品質検査できる。交換用パネルの固着を容易にするために、交換用パネルの周囲部分には熱障壁材料がほぼ塗布されないままである。
【００３０】
次に、交換用パネルは、燃焼器３０の内部に固着されたままである既存のパネル５０に溶接される。特に、交換用パネルの本体の下流側（図示せず）は、燃焼器３０の内部のパネル本体部分１２２に溶接される。一実施形態においては、燃焼器３０の内部に交換用パネルを固着するために電子ビーム（ＥＢ）溶接が使用される。別の実施形態においては、燃焼器３０の内部に交換用パネルを固着するためにタングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接が使用される。その後、溶接部又は他の固着部分の付近において、交換用パネル２４０の周囲縁部及び燃焼器ライナ面８０に熱障壁被覆膜材料が塗布されてもよく、また、開口部９６の品質を検査後の状態に維持するために、開口部９６を覆うように保護マスクが配置されてもよい。
【００３１】
劣化したライナが本明細書中で説明される方法を使用して交換されるため、燃焼器ライナ４０全体を除去して交換する場合と比較して節約という面で改善された交換工程を使用して、燃焼器３０は使用状態に戻される。更に、交換用パネルは当初設置されていたパネル５０とほぼ同一になるように形成されるため、交換用パネルにより空気力学的性能及び燃焼器性能が悪影響を受けることはない。
【００３２】
図４は、ガスタービンエンジン１０（図１に示される）と共に使用されてもよい内側燃焼器ライナ１４０の別の実施形態を示した拡大横断面図である。図５は、燃焼器ライナ１４０の拡大平面図である。ライナ１４０はライナ４０（図２及び図３に示される）とほぼ同様であり、燃焼器（図示せず）の内部に設置される。燃焼器は環状内側ライナ１４０と、内側ライナ１４０とほぼ同様に形成される環状外側ライナ（図示せず）とを含む燃焼器ライナを含む。内側ライナ１４０は複数のパネル１５０を含む。パネル１５０は一連の段差１５２を含み、各段差１５２は燃焼器ライナ１４０の別個の部分を形成する。
【００３３】
パネル１５０は直列に結合される。内側ライナ１４０はボルトバンド１６０及び第１のパネル１６４を含む。内側ボルトバンド１６０はドーム構体（図示せず）に結合され、ドーム構体から第１のパネル１６４まで下流側へ延出する。それぞれ隣接する下流側のパネル１５０が順次番号付けされるように、第１のパネル１６４及びパネル１５０はボルトバンド１６０から下流側に結合される。従って、第２のパネル１６８は第１のパネル１６４から下流側に結合され、第３のパネル１７０は第２のパネル１６８から下流側に結合される。ボルトバンド１６０は、ライナ１４０をドーム構体に固着するためのファスナ７４（図２に示される）を受入れるような大きさに形成された複数の開口部１７２を含む。
【００３４】
各燃焼器パネル１５０は燃焼器ライナ面１８０、外面１８２及び張出し部分１８４を含む。燃焼器ライナ面１８０はドーム構体からタービンノズルまで延出する。燃焼器ライナ面１８０及び外面１８２は張出し部分１８４において互いに結合され、後向き縁部１８６を形成する。複数の空冷構造１８８は隣接する燃焼器パネル１５０を分離する。
【００３５】
空冷構造１８８は複数の開口部１９０を含む。高温燃焼ガスと燃焼器ライナ面１８０との間に空気の薄い保護境界層が形成されるように、開口部１９０は空気プレナム（図示せず）からの空気を受入れる。開口部１９０は希釈開口部として周知であり、燃焼器内部における燃焼ガスの混合を容易にするために、ライナ面１８０と外面１８２との間に延出する。本実施形態においては、開口部１９０はほぼ円形である。特に、各パネル１５０は上流側端部２００と、下流側端部２０２と、それらの端部の間に延出する本体２０４とを含む。パネル１５０は、各パネルの下流側端部２０２が隣接する下流側パネル１５０の上流側端部２００に結合されるように結合される。隣接する結合されたパネルのそれぞれの下流側端部２０２と上流側端部２００との間にナゲット１９２が形成される。ナゲット１９２はスーパースロットナゲットとして周知である。本実施形態においては、ライナ１４０は６つのナゲット１９２を含む。図４及び図５に示されるように、ライナの各領域は多穴型開口部９６を含んでもよい。
【００３６】
別の実施形態においては、燃焼器ライナ面１８０に熱障壁材料の層（図示せず）が塗布される。熱障壁材料の層は、高温燃焼ガスから燃焼器ライナ面１８０を熱保護する能力を向上する。
【００３７】
燃焼器ライナ１４０の劣化領域は、本明細書中で説明される方法を使用して除去及び交換されてもよい。エンジン１０のような現場返納エンジンにおいて、燃焼器ライナ１４０が少なくとも１つの劣化したパネル１５０を含むことが示された場合、劣化したパネル１５０を除去するために、燃焼器ライナ１４０を貫通して周囲方向に切込みが形成される。特に、図４に示されるように、線２２０によって示される通り、切込みがライナ外面１８２からライナ面１８０まで延出するように、周囲方向切込みはライナ１４０及びナゲット１９２を貫通して半径方向に形成される。一実施形態においては、切込みは第３のパネル１７０と第４のパネル２２２との間に形成される。更に、切込みはライナ１４０を貫通して、交換される劣化したパネル１５０から下流側へ伸びる。
【００３８】
以上説明したように燃焼器ライナに対して修理が実行されることにより、ライナの完全な環状セグメントがそれに匹敵又は適応する環状ライナセグメントと交換されてもよい。従って、この種の燃焼器ライナ修理のための交換用パネルは、添付の図面において元のライナについて示される大きさ、形状及び構造を有する。あるいは、部分環状セグメントによって修理が実行されてもよいし、図６及び図７に示される交換用パネル２４０のように、燃焼器ライナの除去されるセグメントに対応するような形状に形成された複数の交換用パネルにより形成された別個のパッチを使用して修理が実行されてもよい。
【００３９】
燃焼器ライナ１４０から除去される部分は、燃焼器ライナ１４０の残る部分により部分的に又は完全に取囲まれてもよい。従って、除去される部分はライナに開口部を形成するか、あるいはライナに他の任意の大きさ又は形状の欠損を形成してもよい。
【００４０】
ライナ１４０の劣化部分が燃焼器から除去された後、交換用パネル２４０が燃焼器ライナ１４０に設置されてもよい。一実施形態においては、鍛造物、鍛接リング、鋳造物又は薄板金パネルのうち少なくとも１つが交換用パネルとして製造及び使用される。
【００４１】
交換用パネルは平坦な材料シート又はほぼ平坦な材料シートから形成されてもよい。その後、材料シートは、交換されるライナの欠損に対応する必要な形状に成形される。この成形は、材料シートを円筒形、半円筒形、球形、半球形又は任意の必要とされる形状に成形することを含んでもよい。必要に応じて、燃焼器ライナの欠損又は除去部分の条件に適合するように材料に開口部が形成され、開口部は種々のパターン及び大きさの穴を含んでもよい。平面図で見たとき、パネルは正方形、長方形又は燃焼器ライナにおける適用可能な欠損を交換する際に使用するのに適する他の任意の形状であってもよい。
【００４２】
交換用パネル２４０は、ライナ１４０から除去される特定の一部分に適合するような大きさ及び形状に形成されてもよく、又は１つ以上の一般に使用される大きさ及び形状で予め製造されてもよい。交換用パネル２４０はパネルを貫通する１つ以上の開口部９６と、少なくとも一方の面に塗布された熱障壁材料２１０とを含んでもよい。熱障壁材料２１０は両面に塗布されてもよく、１つ以上の開口部９６の縁部を被覆するように塗布されても良い。しかし、ライナ１４０への固着を容易にするために、交換用パネル２４０の周囲縁部２５０の少なくとも一部には熱障壁材料２１０が塗布されていないが、周囲縁部２５０の全体に熱障壁材料２１０が塗布されなくてもよい。溶接工程又は他の固着工程を容易にするために、交換用パネル２４０は面取り縁部２４５を更に含んでもよい。
【００４３】
設置後、１つ以上の開口部の縁部に隣接して又は縁部自体に追加の熱障壁材料を塗布する工程などによって開口部１９０の構成は変更されないため、設置に先立って指定の空気流量特性に関して開口部１９０を「流量検査」することなどを含めて、交換用パネル２４０は検査及び試験されてもよい。
【００４４】
その後、交換用パネルが燃焼器の内部に固着されるように、交換用パネルは燃焼器ライナ１４０に溶接される。特に、交換用パネルと既存のパネル１５０との間にナゲット１９２が形成されるように、交換用パネルの下流側端部（図示せず）はパネル１５０に溶接される。一実施形態においては、燃焼器ライナ１４０の内部に交換用パネルを固着するために電子ビーム（ＥＢ）溶接が使用される。別の実施形態においては、燃焼器ライナ１４０の内部に交換用パネルを固着するためにタングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接が使用される。その後、残るパネルの燃焼器ライナ面１８０に熱障壁材料が塗布されてもよい。
【００４５】
以上説明した燃焼器ライナ交換方法は費用効率がよく、信頼性も高い。方法は、劣化したパネルを交換用パネルと交換できるように、劣化したパネルを燃焼器ライナから除去する工程を含む。一実施形態においては、劣化したパネルは、パネルの本体を貫通する切込みを形成することにより除去され、その後、交換用パネルが燃焼器ライナに溶接される。その結果、劣化した燃焼器ライナパネルを費用効率よく且つ高い信頼性をもって除去及び交換することを可能にする方法が提供される。
【００４６】
種々の特定の実施形態によって本発明を説明したが、特許請求の範囲の趣旨の範囲内で変形を伴って本発明を実施できることは当業者には認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ガスタービンエンジンを概略的に示した図である。
【図２】図１に示されるガスタービンエンジンと共に使用されてもよい燃焼器構体を示した部分横断面図である。
【図３】図２に示される燃焼器と共に使用される外側燃焼器ライナを示した拡大横断面図である。
【図４】図２に示される燃焼器と共に使用される内側燃焼器ライナの別の構成を示した拡大横断面図である。
【図５】図４に示される燃焼器ライナを示した拡大平面図である。
【図６】図４に示される燃焼器ライナを示した拡大部分横断面図である。
【図７】交換用パネルを示した平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…ガスタービンエンジン、３０…燃焼器、３６…燃焼ゾーン、４０…燃焼器ライナ、４２…内側ライナ、４４…外側ライナ、５０…パネル、９６…開口部、１１０…熱障壁被覆膜、１５０…パネル、２４０…交換用パネル
【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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