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公開番号2025026340
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2024111049
出願日2024-07-10
発明の名称バンドルチューブ燃料噴射装置のチューブの修理方法
出願人ゼネラルエレクトリックテクノロジーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング,General Electric Technology GmbH
代理人個人,弁理士法人NIP&SBPJ国際特許事務所
主分類F02C 7/00 20060101AFI20250214BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】バンドルチューブ燃料噴射装置のチューブの修理方法を提供する。
【解決方法】それぞれが燃料プレナム(120)から出口部分(144)まで延びる複数の予混合チューブ(118)を含む燃料噴射装置(100)を修理する方法は、少なくとも1つの予混合チューブから出口部分を除去して露出した端部(204)を規定することを含む、露出した端部において少なくとも1つの予混合チューブの内側面(158)を機械加工して、露出した端部から上流側の予混合チューブの内径(D₁)に対して増大した内径(D₂)を形成するステップと、チューブ先端(156)を露出した端部に結合するステップとを含む。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
各々が燃料プレナム（１２０）から出口部分（１４４）まで延びる複数の予混合チューブ（１１８）を含む燃料噴射装置（１００）を修理する方法であって、
少なくとも１つの予混合チューブ（１１８）から出口部分（１４４）を取り除き、露出した端部（２０４）を画定するステップと、
露出した端部（２０４）において少なくとも１つの予混合チューブ（１１８）の内側面（１５８）を機械加工して、露出した端部から上流側の予混合チューブの内径（Ｄ
１
）に対して増大した内径（Ｄ
２
）を形成するステップと、
チューブ先端（１５６）を露出した端部（２０４）に結合するステップと、を含む方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
チューブ先端（１５６）を露出した端部（２０４）に結合することにより、チューブ先端と露出した端部との間に接合部（２３２）が形成され、チューブ先端は、接合部において、接合部から下流側よりも大きな内径（Ｄ
２
）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
露出した端部（２０４）における増加した内径（Ｄ
２
）が、接合部（２３２）におけるチューブ先端（１５６）の内径（Ｄ
２
）とほぼ等しい、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
チューブ先端（１５６）を露出した端部（２０４）に結合するステップが、チューブ先端を露出した端部に確実に結合するために充填材を溶融するステップを含み、溶融した充填材が、増加した内径（Ｄ
２
）において接合部（２３２）の内側面（２１０、２２６）に沿って蓄積し、好適には、チューブ先端を露出した端部に結合するステップが、充填材を使用してチューブ先端を露出した端部にろう付けまたは溶接するステップを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
内側面（１５８）を増加した内径（Ｄ
２
）に機械加工することが、放電加工およびフライス加工の少なくとも一方を行うこと含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
チューブ先端（１５６）を露出した端部（２０４）に結合するステップは、露出した端部をチューブ先端のソケット（２１８）に挿入し、露出した端部の外側面（１６０）をソケットの内側面（２３０）に結合するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
チューブ先端（１５６）を露出した端部（２０４）に結合することにより、チューブ先端と露出した端部との間に接合部（２３２）が形成され、前記方法は、接合部を結合スリーブ（５０６）で囲み、結合スリーブをチューブ先端および露出した端部の少なくとも一方に固定することにより、チューブ先端を露出した端部に確実に結合するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
加工中の少なくとも１つの予混合チューブの動きを制限することを容易にするために、少なくとも１つの予混合チューブ（１１８）および少なくとも１つの他の予混合チューブ（１１８）上に支持プレートを一時的に取り付けるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
予混合チューブ（１１８）の内側面（１５８）を露出した端部（２０４）で機械加工することにより、増加した内径（Ｄ
２
）を有する内側に先細りの機械加工面（２１０）を生成するステップと、
チューブ先端（１５６）を露出した端部（２０４）に結合することにより、チューブ先端と露出した端部との間に接合部（２３２）を形成するステップと、を含み、
チューブ先端は、接合部とチューブ先端の内側面（２２２）との間に延びる内側に先細りする表面（２２６）を有し、チューブ先端の内側に先細りする表面は、接合部において増加した内径（Ｄ
２
）を画定するために、内側に先細りする機械加工された表面を補完する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
内向きに先細り加工された表面が、予混合チューブ（１１８）の内側面（１５８）に対して第１の斜めの角度（α
１
）で配向された第１の角度の付いた表面（２１０）を含み、チューブ先端（１５６）の内向きに先細り加工された表面（２２６）が、チューブ先端の内側面（２２２）に対して第２の斜めの角度（α
２
）で配向された第２の角度の付いた表面（２２２）を含む、請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
本開示の分野は、一般に、回転機械で使用するためのバンドルチューブ燃料噴射装置（bundled tube fuel injectors：束状管フューエルインジェクタ）に関し、より詳細には、バンドルチューブ燃料噴射装置の１つ以上の予混合チューブ（pre-mix tubes：プリミックス管）を修理する方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【０００２】
ガスタービンエンジンは、産業用や発電用として広く使用されている。従来のガスタービンエンジンは、圧縮機セクション、圧縮機セクションの下流の燃焼器セクション、および燃焼器セクション（combustor section）の下流のタービンセクションを含む。周囲空気などの作動流体は圧縮機セクションに流入し、圧縮されてから燃焼器セクションに流入する。圧縮された作動流体は燃料と混合され、燃焼器セクションで燃焼して燃焼ガスを発生させ、タービンセクションを通って膨張し、発電シャフトを回転させる。
【０００３】
少なくともいくつかの既知のガスタービンエンジンでは、燃焼セクション（combustion section）は、圧縮機セクションとタービンセクションとの間に環状に間隔を置いて配置された１つ以上の燃焼器を含む。少なくともいくつかの既知の燃焼器の設計は、燃焼室の上流に、軸方向に延びる１つ以上のバンドルチューブ燃料噴射器を含む。燃料噴射装置は、混合気が燃焼室（燃焼チャンバ）に向かって流される前に、燃料と圧縮作動流体の混合を促進する。バンドルチューブ燃料噴射装置は，通常，燃料噴射装置を横断して半径方向および周方向に配置された複数の予混合チューブを含む。予混合チューブは，バンドルチューブ燃料噴射装置の燃料分配モジュールと燃焼室との間で互いに概ね平行に延びている。
【０００４】
運転中，圧縮された作動流体は，圧縮機セクションから，燃料分配モジュール（fuel distribution module）の上流側にある各予混合チューブの入口を通って送られる。燃料は燃料分配モジュールに供給され，１つ以上の燃料ポートから予混合チューブ内に噴射される。燃料と圧縮された作動流体は，燃焼室に流される前に，予混合チューブ内で混合される。予混合チューブの下流側端部は、燃焼室および／または燃焼炎に近接しているため、極端な温度にさらされるため、時間の経過とともに予混合チューブの下流側端部が損傷することがある。多くの場合、この損傷は熱応力と酸化の結果であり、定期的な点検と、場合によってはバンドルチューブ燃料噴射装置の修理が必要となる。
【０００５】
しかしながら、バンドルチューブ燃料噴射装置を修理するための既存の方法は限られている。例えば、いくつかの場合において、損傷した下流側端部部は、典型的には除去され、ろう付け、溶接、接着剤クラッディング（brazing, welding, adhesive cladding）などを含む公知の技術によって予混合チューブの残りの部分に結合されるチューブ先端によって置換される。しかしながら、チューブ先端を予混合チューブの残りの部分に連結するために使用される材料（例えば、ろう付け充填材又は溶接充填材）は、予混合チューブ内に蓄積する可能性がある。加えて、及び／又は代替的に、製造公差のため、予混合先端（pre-mix tip：プレミックスチップ）と対応するチューブ先端との間に軸方向のオフセットが存在する場合がある。予混合チューブと対応するチューブ先端との間の軸方向オフセット内に蓄積された材料は，そこを通る燃料／作動流体混合物の流れを妨げたり制限したりする可能性がある。その結果、燃焼火炎が中断される機会が生じ、燃焼器の性能、効率、および／または寿命が低下する可能性がある。
【０００６】
従って、バンドルチューブ燃料噴射装置の損傷したチューブを修理する改良された方法に対する必要性が存在する。特に、既存の予混合チューブを大幅に再構成または再設計することなく、バンドルチューブ燃料噴射装置を修理することが望ましく、また、チューブ先端接続部が燃焼器内の燃焼火炎保持を中断する機会を低減または排除することを容易にする方法で修理することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
一態様では、それぞれが燃料プレナムから出口部分まで延びる複数の予混合チューブを含む燃料噴射装置を修理する方法が提供される。この方法は、少なくとも１つの予混合チューブから出口部分を除去して露出した端部（exposed end portion）を画定することと、露出した端部において少なくとも１つの予混合チューブの内側面を機械加工して、露出した端部から上流側の予混合チューブの内径に対して増大した内径を形成することと、露出した端部にチューブ先端を結合することとを含む。
【０００８】
別の態様では、それぞれが燃料プレナムから出口部分まで下流に延びる複数の予混合チューブを有する燃料噴射装置を修理する方法が提供される。この方法は、予混合チューブから出口部分を除去して露出した端部を画定するステップと、露出した端部において予混合チューブの内側面を機械加工して、露出した端部において露出した端部から上流側の内径よりも大きな内径を有する内側に先細りの機械加工面を生成するステップと、チューブ先端を露出した端部に結合して、チューブ先端と露出した端部との間に接合部を形成するステップとを含み、チューブ先端が、接合部とチューブ先端の内側面との間に延びる内側に先細りの加工面を有し、チューブ先端の内側に先細りの加工面が、接合部においてより大きな内径を規定するために、内側に先細りの加工面を補完する。
【０００９】
別の態様では、それぞれが燃料プレナムから出口部分まで延びる複数の予混合チューブを含む燃料噴射装置を修理する方法が提供される。この方法は、切断線に沿って複数の予混合チューブから出口部分を除去して、複数の予混合チューブの露出した端部を画定するステップと、露出した端部において各予混合チューブの内側面を機械加工して、露出した端部から上流側の予混合チューブの内径に対して増大した内径を形成するステップと、チューブ先端を各露出した端部に結合するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照しながら読むと、よりよく理解されるであろう。
例示的なガスタービンシステムの概略図である。
図１のガスタービンエンジンに含まれる例示的な燃焼器の簡略断面側面図である。
図２の燃焼器に含まれる例示的なバンドルチューブ燃料噴射器の透視図である。
図２に示す燃料噴射装置の背面透視図である。
図２に示す燃料噴射装置の側面図である。
図２に示す燃料噴射装置の概略断面側面図である。
取り外しおよび機械加工作業後の、燃料噴射装置の予混合チューブの残りの部分に固定的に結合された例示的なチューブ先端の拡大断面側面図である。
除去および機械加工作業後の予混合チューブの残りの部分に固定的に結合された、さらに別の例示的なチューブ先端の拡大断面側面図である。
除去および機械加工作業後の予混合チューブの残りの部分に固定的に結合されたさらなる例示的なチューブ先端の拡大断面側面図である。
図９に点線で示した部分Ｃ（１）の拡大図である。
除去および機械加工作業後の予混合チューブの残りの部分に固定的に結合された、さらに別の例示的なチューブ先端の拡大断面側面図である。
複数の予混合チューブを含む燃料噴射装置を修理する例示的な方法６００である。
（【００１１】以降は省略されています）

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