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特開2025-106199既存の燃焼器部品の交換のための付加製造テーパ状移行部と後方フレーム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025106199
(43)【公開日】2025-07-15
(54)【発明の名称】既存の燃焼器部品の交換のための付加製造テーパ状移行部と後方フレーム
(51)【国際特許分類】
F02C 7/00 20060101AFI20250708BHJP
F01D 25/00 20060101ALI20250708BHJP
F23R 3/42 20060101ALI20250708BHJP
F23R 3/34 20060101ALI20250708BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20250708BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20250708BHJP
【ＦＩ】
F02C7/00 D
F01D25/00 X
F23R3/42 A
F23R3/34
F02C7/00 C
F01D25/00 L
B33Y10/00
B33Y30/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024216163
(22)【出願日】2024-12-11
(31)【優先権主張番号】18/399,858
(32)【優先日】2023-12-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ハステロイ
(71)【出願人】
【識別番号】515322297
【氏名又は名称】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
【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】100105588
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 博
(74)【代理人】
【識別番号】110002848
【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ディシンティオ、リチャード マーティン
(57)【要約】 （修正有）
【課題】既存の燃焼器部品と交換するための、付加製造されたテーパ状移行部分と後方フレームを提供する。
【解決手段】ガスタービン（ＧＴ）システムの燃焼器は、第１のレベルでの腐食を有する非付加製造（非ＡＭ）部品と、非ＡＭ部品に結合された交換用付加製造（ＡＭ）部品（２１０）を含む燃焼器本体とを含む。交換用ＡＭ部品（２１０）の第２のレベルでの腐食は、第１のレベルよりも低い。交換用ＡＭ部品（２１０）は、燃焼器本体の後方フレームとテーパ状移行部の後部と、テーパ状移行部と後方フレームの後部に延びる複数の共有平行焼結金属層とを含む。交換用ＡＭ部品（２１０）は、非ＡＭ部品の最後方の残りの端部を受け取るように構成されたその最前方端部に受容要素も含んでもよい。
【選択図】図７
【解決手段】ガスタービン（ＧＴ）システムの燃焼器は、第１のレベルでの腐食を有する非付加製造（非ＡＭ）部品と、非ＡＭ部品に結合された交換用付加製造（ＡＭ）部品（２１０）を含む燃焼器本体とを含む。交換用ＡＭ部品（２１０）の第２のレベルでの腐食は、第１のレベルよりも低い。交換用ＡＭ部品（２１０）は、燃焼器本体の後方フレームとテーパ状移行部の後部と、テーパ状移行部と後方フレームの後部に延びる複数の共有平行焼結金属層とを含む。交換用ＡＭ部品（２１０）は、非ＡＭ部品の最後方の残りの端部を受け取るように構成されたその最前方端部に受容要素も含んでもよい。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼器本体（１６０）を含む燃焼器（１００）の補修方法であって、
燃焼器本体（１６０）は、
円筒形部分（１６４）とテーパ状移行部（１６６）とを含む燃焼ライナ（１６２）と、テーパ状移行部（１６６）の後方端部に結合された後方フレーム（１６８）とを含み、
方法は、
燃焼器本体（１６０）の非付加製造（非ＡＭ）部品を取り外すステップと、
燃焼器本体（１６０）の残りの非ＡＭ部品（２０２）と取り外した非ＡＭ部品（２００）を作成するステップであって、取り外した非ＡＭ部品（２００）は、燃焼器本体（１６０）の後方フレーム（１６８）およびテーパ状移行部（１６６）の少なくとも後方部分を含む、前記ステップと、
取り外した非ＡＭ部品（２００）用の交換用付加製造（ＡＭ）部品（２１０）を付加製造するステップであって、交換用ＡＭ部品（２１０）は、燃焼器本体（１６０）の残りの非ＡＭ部品（２０２）の一部と、複数の平行な焼結金属層（２１６）とを受け入れるように構成された受容要素（２１２）を含み、交換用ＡＭ部品（２１０）は、燃焼器本体（１６０）の後方フレーム（１６８）とテーパ状移行部（１６６）の前記後方部分を少なくとも含む、前記ステップと、
交換用ＡＭ部品（２１０）を燃焼器本体（１６０）の残りの非ＡＭ部品（２０２）に結合するステップと、を含む、方法。
燃焼器本体（１６０）は、
円筒形部分（１６４）とテーパ状移行部（１６６）とを含む燃焼ライナ（１６２）と、テーパ状移行部（１６６）の後方端部に結合された後方フレーム（１６８）とを含み、
方法は、
燃焼器本体（１６０）の非付加製造（非ＡＭ）部品を取り外すステップと、
燃焼器本体（１６０）の残りの非ＡＭ部品（２０２）と取り外した非ＡＭ部品（２００）を作成するステップであって、取り外した非ＡＭ部品（２００）は、燃焼器本体（１６０）の後方フレーム（１６８）およびテーパ状移行部（１６６）の少なくとも後方部分を含む、前記ステップと、
取り外した非ＡＭ部品（２００）用の交換用付加製造（ＡＭ）部品（２１０）を付加製造するステップであって、交換用ＡＭ部品（２１０）は、燃焼器本体（１６０）の残りの非ＡＭ部品（２０２）の一部と、複数の平行な焼結金属層（２１６）とを受け入れるように構成された受容要素（２１２）を含み、交換用ＡＭ部品（２１０）は、燃焼器本体（１６０）の後方フレーム（１６８）とテーパ状移行部（１６６）の前記後方部分を少なくとも含む、前記ステップと、
交換用ＡＭ部品（２１０）を燃焼器本体（１６０）の残りの非ＡＭ部品（２０２）に結合するステップと、を含む、方法。
【請求項2】
取り外した非ＡＭ部品（２００）は、溶接部、ホットスポット、および高応力形状を含む群から選択される少なくとも１つの寿命制限構造を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
結合するステップは、残りの非ＡＭ部品（２０２）が受容要素（２１２）と接触する位置で交換用ＡＭ部品（２１０）を燃焼器本体（１６０）の残りの非ＡＭ部品（２０２）に溶接することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
交換用ＡＭ部品（２１０）は、取り外した非ＡＭ部品（２００）にはない、その内部に画定される少なくとも１つの冷却通路（２１７）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
交換用ＡＭ部品（２１０）における複数の平行な焼結金属層（２１６）は、後方フレーム（１６８）及びテーパ状移行部（１６６）の後方部分に延びる、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
取り外した非ＡＭ部品（２００）は、テーパ状移行部（１６６）の上流側に軸方向燃料段（ＡＦＳ）噴射器マウント（１７０）をさらに含み、交換用ＡＭ部品（２１０）は、さらに、ＡＦＳ噴射器マウント（１７０）と、ＡＦＳ噴射器マウント（１７０）内に延びる、複数の平行な焼結金属層（２１６）とを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
取り外した非ＡＭ部品（２００）は、ＡＦＳ噴射器マウント（１７０）の上流側にある燃焼ライナ（１６２）の円筒形部分（１６４）の一部をさらに含み、交換用ＡＭ部品（２１０）は、燃焼ライナ（１６２）の円筒形部分（１６４）の一部内に延びる複数の平行な焼結金属層（２１６）と燃焼ライナ（１６２）の円筒形部分（１６４）の一部とさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
取り外した非ＡＭ部品（２００）は、第１の材料を含み、交換用ＡＭ部品（２１０）は、第１の材料とは異なる第２の材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
ガスタービン（ＧＴ）システム（９０）用の燃焼器（１００）であって、
燃焼器（１００）は、燃焼器本体（１６０）を含み、
燃焼器本体（１６０）は、
円筒形部分（１６４）とテーパ状移行部（１６６）とを含む燃焼ライナ（１６２）と、
軸方向燃料段（ＡＦＳ）噴射器マウント（１７０）と、
テーパ状移行部（１６６）の後方端部に後方フレーム（１６８）と、
を含み、
燃焼器本体（１６０）は、第１のレベルでの腐食を有する第１の非付加製造（非ＡＭ）部品（２０２）と、第１の非ＡＭ部品（２０２）に結合された第２の付加製造（ＡＭ）部品（２１０）とを含み、
第２のＡＭ部品（２１０）は、第１のレベルよりも小さい第２のレベルで腐食を有し、
第２のＡＭ部品（２１０）は、テーパ状移行部（１６６）及び後方フレーム（１６８）の少なくとも１つの後方部分と、テーパ状移行部（１６６）及び後方フレーム（１６８）の少なくとも後方部分内に延びる複数の共有の平行焼結金属層（２１６）とを含む、燃焼器（１００）。
燃焼器（１００）は、燃焼器本体（１６０）を含み、
燃焼器本体（１６０）は、
円筒形部分（１６４）とテーパ状移行部（１６６）とを含む燃焼ライナ（１６２）と、
軸方向燃料段（ＡＦＳ）噴射器マウント（１７０）と、
テーパ状移行部（１６６）の後方端部に後方フレーム（１６８）と、
を含み、
燃焼器本体（１６０）は、第１のレベルでの腐食を有する第１の非付加製造（非ＡＭ）部品（２０２）と、第１の非ＡＭ部品（２０２）に結合された第２の付加製造（ＡＭ）部品（２１０）とを含み、
第２のＡＭ部品（２１０）は、第１のレベルよりも小さい第２のレベルで腐食を有し、
第２のＡＭ部品（２１０）は、テーパ状移行部（１６６）及び後方フレーム（１６８）の少なくとも１つの後方部分と、テーパ状移行部（１６６）及び後方フレーム（１６８）の少なくとも後方部分内に延びる複数の共有の平行焼結金属層（２１６）とを含む、燃焼器（１００）。
【請求項10】
第２のＡＭ部品（２１０）は、第１の非ＡＭ部品（２０２）の一部を受け、第１の非ＡＭ部品（２０２）と第２のＡＭ部品（２１０）とを接合するように構成された受容要素（２１２）を含む、請求項９に記載の燃焼器（１００）。
【請求項11】
第１の非ＡＭ部品（２０２）と第２のＡＭ部品（２１０）とを連結した溶接接合部をさらに含む、請求項９に記載の燃焼器（１００）。
【請求項12】
第１の非ＡＭ部品（２０２）は、第１の材料を含み、第２のＡＭ部品（２１０）は、第１の材料とは異なる第２の材料を含んでいる、請求項９に記載の燃焼器（１００）。
【請求項13】
第２のＡＭ部品（２１０）は、その中に画定される少なくとも１つの冷却通路（２１７）を含む、請求項９に記載の燃焼器（１００）。
【請求項14】
第２のＡＭ部品（２１０）は、ＡＦＳ噴射器マウント（１７０）をさらに含み、第２のＡＭ部品（２１０）の複数の平行な焼結金属層（２１６）がＡＦＳ噴射器マウント（１７０）内に延びている、請求項９に記載の燃焼器（１００）。
【請求項15】
第２のＡＭ部品（２１０）は、燃焼ライナ（１６２）の円筒形部分（１６４）の一部と、燃焼ライナ（１６２）の円筒形部分（１６４）の一部に延びる、第２のＡＭ部品（２１０）の複数の平行な焼結金属層（２１６）と、をさらに含む、請求項１４に記載の燃焼器（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示は、一般にターボ機械燃焼器、より具体的には、燃焼ライナのテーパ状移行部の後方部分少なくとも後方部分および燃焼器本体の既存の部品を交換するための後方フレームを含む付加製造部品に関連する。
【背景技術】
【0002】
ガスタービンシステムは、燃料が燃焼して燃焼ガスの流れを作り出し、それが下流のタービンセクションで運動エネルギーに変換される複数の燃焼器を含む燃焼セクションを含む。現在の燃焼器には、溶接する必要のある多数の部品が含まれている。例えば、燃焼器本体は、円筒形部分を有する燃焼ライナと、テーパ状移行部の後方端部に後方フレームを有するテーパ状移行部を含んでもよい。なお、円筒形部分及びテーパ状移行部は、プレス加工された金属製であってもよく、後方フレームは鋳造製であってもよい。後方フレームは、テーパ状移行部をタービンイン入口に結合し、テーパ状移行部の後方端部に溶接されている。溶接部は、燃焼器本体内の複数の寿命制限構造の一例を表している。テーパ状移行部および／または後方フレームを修理または交換するための現在のアプローチには、通常、寿命を制限する溶接部やその他の潜在的に寿命を制限する構造を含む、同じ構造および材料で各部品を個別に交換することが含まれる。
【0003】
直接金属レーザー溶融（ＤＭＬＭ：direct metal laser melting）や選択的レーザー溶融（ＳＬＭ：selective laser melting）などの付加製造は、燃焼器部品を製造するための信頼性の高い製造方法として浮上している。ビルドプラットフォームのサイズおよび処理チャンバのサイズは、これらの技術を使用して製造され得る燃焼器部品のサイズを制限することが理解される。さらに、大型部品は通常、より長い造形時間を必要とするため、大規模な燃焼器部品に対する付加製造の使用は容易に採用されていないことが評価されるかもしれない。
【発明の概要】
【0004】
以下に示すすべての側面、例、および機能は、技術的に可能な方法で組み合わせることができる。
【0005】
開示の一態様は、円筒形部分とテーパ状移行部とを含む燃焼ライナを含む燃焼器本体と、前記テーパ状移行部の後方端部に結合された後方フレームとを含みを含む燃焼器の補修方法（a method of repairing a combustor including a combustor body including a combustion liner including a cylindrical portion and a tapered transition portion, and an aft frame coupled to an aft end of the tapered transition portion）であって、前記燃焼器本体の非付加製造（非ＡＭ）部分を取り外すステップ（removing a non-additively manufactured (non-AM) part of the combustor body）と、前記燃焼器本体の取り外した非ＡＭ部品と残りの非ＡＭ部品を作成するステップであって、前記取り外した非ＡＭ部品は、少なくとも前記テーパ状移行部の後方部分と前記燃焼器本体の前記後方フレームを含む、前記ステップ（creating a removed non-AM part and a remaining non-AM part of the combustor body, wherein the removed non-AM part includes at least an aft section of the tapered transition portion and the aft frame of the combustor body）と、前記取り外した非ＡＭ部品用の交換用付加製造（ＡＭ）部品を付加製造するステップであって、前記交換用ＡＭ部品は、前記燃焼器本体の前記残りの非ＡＭ部品の一部と複数の平行な焼結金属層とを受け入れるように構成された受容要素を含み、前記交換用ＡＭ部品は、少なくとも前記テーパ状移行部の前記後方部分と前記燃焼器本体の前記後方フレームとを含む、前記ステップ（additively manufacturing a replacement additively manufactured (AM) part for the removed non-AM part, the replacement AM part including a receiving element configured to receive part of the remaining non-AM part of the combustor body and a plurality of parallel, sintered metal layers; wherein the replacement AM part includes at least the aft section of the tapered transition portion and the aft frame of the combustor body）と、前記交換用ＡＭ部品を前記燃焼器本体の前記残りの非ＡＭ部品に結合するステップ（coupling the replacement AM part to the remaining non-AM part of the combustor body）と、を含む、方法。
【0006】
開示の別の態様は、先行する態様を含み、前記取り外した非ＡＭ部品は、溶接部、ホットスポット、および高応力形状を含む群から選択される少なくとも１つの寿命制限構造を含む（the removed non-AM part includes at least one life-limiting structure selected from a group comprising: a weld, a hot spot, and a high stress geometry）。
【0007】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記結合するステップは、前記残りの非ＡＭ部品が前記受容要素に接触する場所の前記燃焼器本体の前記残りの非ＡＭ部品に、前記交換用ＡＭ部品を溶接することを含む（the coupling includes welding the replacement AM part to the remaining non-AM part of the combustor body where the remaining non-AM part meets the receiving element）。
【0008】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記交換用ＡＭ部品は、その中に画定される少なくとも１つの冷却通路を含む（the replacement AM part includes at least one cooling passage defined therein）。
【0009】
本開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記交換用ＡＭ部品における前記複数の平行な焼結金属層は、前記テーパ状移行部および前記後方フレームの前記後方部分に延びている（the plurality of parallel, sintered metal layers in the replacement AM part extends into the aft section of the tapered transition portion and the aft frame）。
【0010】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記取り外した非ＡＭ部品は、前記テーパ状移行部の上流に軸方向燃料段（ＡＦＳ）噴射器マウントをさらに含み（the removed non-AM part further includes an axial fuel stage (AFS) injector mount upstream of the tapered transition portion）、前記交換用ＡＭ部品は、前記ＡＦＳ噴射器マウントをさらに含み（the replacement AM part further includes the AFS injector mount）、前記交換用ＡＭ部品内の複数の平行な焼結金属層が前記ＡＦＳ噴射器マウント内に延びている（the plurality of parallel, sintered metal layers in the replacement AM part extends into the AFS injector mount）。
【0011】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記取り外した非ＡＭ部品は、前記ＡＦＳ噴射器マウントの上流にある前記燃焼ライナの前記円筒形部分の一部をさらに含み（the removed non-AM part further includes a part of the cylindrical portion of the combustion liner upstream of the AFS injector mount）、前記交換用ＡＭ部品は、前記燃焼ライナの前記円筒形部分の前記一部をさらに含み（the replacement AM part further includes the part of the cylindrical portion of the combustion liner）、前記交換用ＡＭ部品における複数の平行な焼結金属層は、前記燃焼ライナの前記円筒形部分の一部に延びている（the plurality of parallel, sintered metal layers in the replacement AM part extends into the part of the cylindrical portion of the combustion liner）。
【0012】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、そして、前記取り外した非ＡＭ部品は、第１の材料を含み（the removed non-AM part includes a first material）、前記交換用ＡＭ部品は、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む（, and the replacement AM part includes a second material different than the first material）。
【0013】
開示の別の態様は、ガスタービン（ＧＴ）システム用の燃焼器（a combustor for a gas turbine (GT) system）を含み、前記燃焼器は、円筒形部分およびテーパ状移行部を含む燃焼ライナを含む燃焼器本体（a combustor body including a combustion liner including a cylindrical portion and a tapered transition portion）と、軸方向燃料段（ＡＦＳ）噴射器マウント（an axial fuel stage (AFS) injector mount）と、前記テーパ状移行部の後方端部の後方フレーム（an aft frame at an aft end of the tapered transition portion）とを含み、前記燃焼器本体は、第１のレベルでの腐食を有する第１の非付加製造（非ＡＭ）部品と、前記第１の非ＡＭ部品に結合された第２の付加製造（ＡＭ）部品とを含み（the combustor body includes a first, non-additively manufactured (non-AM) part having corrosion at a first level and a second additively manufactured (AM) part coupled to the first non-AM part）、前記第２のＡＭ部品は、前記第１のレベルよりも小さい第２のレベルでの腐食を有し（the second AM part having corrosion at a second level less than the first level）、前記第２のＡＭ部品は、前記テーパ状移行部および前記後方フレームの少なくとも後方部分と、前記テーパ状移行部と前記後方フレームの前記少なくとも後方部分に延びる複数の共有された平行な焼結金属層とを含み（the second AM part includes at least an aft section of the tapered transition portion and the aft frame, and a plurality of shared parallel, sintered metal layers extending into the at least aft section of the tapered transition portion and the aft frame）。
【0014】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記第２のＡＭ部品は、前記第１の非ＡＭ部品の一部を受け入れ、前記第１の非ＡＭ部品と前記第２のＡＭ部品とを結合するように構成された受容要素を含む（the second AM part includes a receiving element configured to receive part of the first non-AM part and join the first non-AM part and the second AM part）。
【0015】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、さらに、前記第１の非ＡＭ部品と前記第２のＡＭ部品を結合する溶接結合（a weld coupling the first non-AM part and the second AM part）を含む。
【0016】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記第１の非ＡＭ部品は第１の材料を含み、前記第２のＡＭ部品は、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む（the first non-AM part includes a first material, and the second AM part includes a second material different than the first material）。
【0017】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記第２のＡＭ部品は、前記第１の非ＡＭ部品には存在しなかった、その内部に画定された少なくとも１つの冷却通路を含む（the second AM part includes at least one cooling passage defined therein that was not present in the first non-AM part）。
【0018】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記第２のＡＭ部品は、前記ＡＦＳ噴射器マウントをさらに含み（the second AM part further includes the AFS injector mount）、前記第２のＡＭ部品における前記複数の平行な焼結金属層は、前記ＡＦＳ噴射器マウント内に延びる（the plurality of parallel, sintered metal layers in the second AM part extends into the AFS injector mount）。
【0019】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記第２のＡＭ部品は、前記燃焼ライナの前記円筒部分の一部をさらに含み（the second AM part further includes a part of the cylindrical portion of the combustion liner）、前記第２のＡＭ部品における前記複数の平行な焼結金属層は、前記燃焼ライナの前記円筒形部分の一部内に延びる（the plurality of parallel, sintered metal layers in the second AM part extends into the part of the cylindrical portion of the combustion liner）。
【0020】
開示の別の態様は、ガスタービン（ＧＴ）システム用の燃焼器本体の第１の非付加製造（非ＡＭ）部分を交換するための部品（a component for replacing a first non-additively manufactured (non-AM) part of a combustor body for a gas turbine (GT) system）を含み、前記第１の非ＡＭ部品は、前記燃焼器本体の後方フレームとテーパ状移行部の少なくとも後方部分を含み（the first non-AM part including at least an aft section of a tapered transition portion and an aft frame of the combustor body）、前記部品は、前記後方フレームと前記テーパ状移行部の前記後方部分とを含む第２の付加製造（ＡＭ）部品（a second additively manufactured (AM) part including at least the aft section of the tapered transition portion and the aft frame）と、前記第１の非ＡＭ部品の取り外し後に、前記燃焼器本体の最後方の残りの端を受け取り、前記燃焼器本体の前記最後方の残りの端と前記第２のＡＭ部品の最前端とを結合するように構成された、前記第２のＡＭ部品の最前端の受容要素（a receiving element in a forwardmost end of the second AM part configured to receive a rearwardmost remaining end of the combustor body after removal of the first non-AM part and join the rearwardmost remaining end of the combustor body and the forwardmost end of the second AM part）と、を含む。
【0021】
本開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、さらに、前記燃焼器本体の残りの部分と前記第２のＡＭ部品とを結合する溶接結合を含む（a weld coupling a remaining portion of the combustor body and the second AM part）。
【0022】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記第１の非ＡＭ部品は第１の材料を含み、前記第２のＡＭ部品は、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む（the first non-AM part includes a first material, and the second AM part includes a second material different than the first material）。
【0023】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記交換用ＡＭ部品は、前記テーパ状移行部の上流にある前記燃焼器本体の軸方向燃料段（ＡＦＳ）噴射器マウントをさらに含み（the replacement AM part further includes an axial fuel stage (AFS) injector mount of the combustor body upstream of the tapered transition portion）、前記交換用ＡＭ部品における前記複数の平行な焼結金属層が前記ＡＦＳ噴射器マウント内に延びる（the plurality of parallel, sintered metal layers in the replacement AM part extends into the AFS injector mount）。
【0024】
開示の別の態様は、先行する態様のいずれかを含み、前記第２のＡＭ部品は、さらに、前記ＡＦＳ噴射器マウントの上流の前記燃焼器本体の燃焼ライナの円筒形部分の一部を含み（the second AM part further includes a part of a cylindrical portion of a combustion liner of the combustor body upstream of the AFS injector mount）、前記交換用ＡＭ部品における前記複数の平行な焼結金属層は、前記燃焼ライナの円筒形部分の一部の中に延びている（the plurality of parallel, sintered metal layers in the replacement AM part extends into the part of the cylindrical portion of the combustion liner）。
【0025】
本開示に記載されている２つ以上の態様は、本要約セクションに記載されているものを含め、本明細書に特に記載されていない実装を形成するために組み合わせられてもよい。すなわち、本明細書に記載される全ての実施形態は、互いに組み合わせることができる。
【0026】
１つ以上の実装の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。その他の特徴、目的および利点は、明細書および図面、ならびに請求項から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0027】
本開示のこれらおよび他の特徴は、開示の種々の実施形態を描写する添付の図面と併せて取られた開示の種々の態様に関する以下の詳細な説明から、より容易に理解されるであろう。
【図1】その中に複数の潜在的に寿命を制限する構造を有する従来の燃焼器の一部の断面側面図を示す。
【図2】本開示の実施形態による燃焼器および構成要素と共に使用することができる例示的なガスタービンシステムの機能ブロック図を示す。
【図3】開示の実施形態による付加製造された交換部品を備えた燃焼器の一部の断面側面図を示している。
【図5A】開示の他の実施形態による付加製造された交換部品を有する燃焼器の一部の断面側面図を示している。
【図6A】開示の他の実施形態による付加製造された交換部品を有する燃焼器の一部の断面側面図を示している。
【図7】開示の実施形態による交換部品を付加製造するための例示的な付加製造システムの概略ブロック図を示している。
【0028】
開示の図面は必ずしも縮尺通りではないことに注意されたい。図面は、開示の典型的な側面のみを示すことを目的としているため、開示の範囲を限定するものと見なすべきではない。図面では、同様な番号付けは図面間の類似要素を表す。
【発明を実施するための形態】
【0029】
まず、現在の技術を明確に説明するためには、ターボ機械の実例となるアプリケーションの中で、関連する機械部品を参照し説明する際には、特定の用語を選択することが必要になる。これを行う際には、可能であれば、一般的な業界用語が、その受け入れられた意味と一致する方法で使用され、使用される。別段の記載がない限り、そのような用語は、本出願の文脈および添付されたクレームの範囲と一致する広範な解釈を与えるべきである。当業者は、特定の構成要素がしばしばいくつかの異なるまたは重複する用語を使用して言及される可能性があることを理解するであろう。本明細書において単一の構成要素であると記載され得るものは、複数の構成要素からなるものを含み、別の文脈において参照され得る。あるいは、本明細書において複数の構成要素を含むと記載され得るものは、他の場所では単一の構成要素として参照されてもよい。
【0030】
さらに、いくつかの説明的な用語が本明細書で定期的に使用される場合があり、このセクションの冒頭でこれらの用語を定義することが役立つことが証明されるはずである。本規約およびその定義は、別段の定めがない限り、以下のとおりである。本明細書中で使用されるように、「下流」および「上流」は、流体の流れ、例えば、ターボ機械の燃焼器を通る作動流体、または例えば、ターボ機械のコンポーネントシステムの１つを通る燃焼器または冷却剤を通る空気の流れに対する方向を示す用語である。「下流」という用語は流体の流れの方向に対応し、「上流」という用語は流れと反対の方向を指す。「前方」および「後方」という用語は、それ以上の具体性はなく、方向を指し、「前方」はターボ機械の前端または圧縮機端を指し、「後方」はターボ機械の後方またはタービン端を指す。
【0031】
「軸方向」という用語は、燃焼器やターボ機械の軸など、軸に平行な動きまたは位置を指す。「半径方向」という用語は、燃焼器やターボ機械の軸など、軸に垂直な動きまたは位置を指す。このような場合、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸に近い場合、第１の構成要素が第２の構成要素の「半径方向の内側」または「内側」にあることを本明細書に記載する。一方、第１の成分が第２の成分よりも軸から離れて存在する場合、第１の成分が第２の成分の「半径方向に外側」または「外側」であると本明細書に記載されてもよい。最後に、「円周方向」という用語は、軸の周りの動きまたは位置、例えば、燃焼ライナの円周方向内面または燃焼器の周りに延びるケーシングの円周方向内部を指す。上記のように、また文脈によっては、このような用語は燃焼器の軸またはターボ機械の軸に関連して適用される可能性があることが理解される。
【0032】
さらに、以下に説明するように、いくつかの説明的な用語が本明細書で定期的に使用されてもよい。「第１」、「第２」、および「第３」という用語は、１つの構成要素を別の構成要素と区別するために同じ意味で使用される場合があり、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図したものではない。
【0033】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものであり、開示を限定するものではない。本明細書中で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に別段の指示をしない限り、複数形も含むことを意図している。さらに、この仕様で使用される場合、「含む」および／または「含んでいる」という用語は、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネント、および／またはそのグループの存在または追加を排除するものではないことが理解される。 「任意に」または「任意の」とは、その後に記載されるイベントが発生する場合と発生しない場合があること、またはその後に記載される機能が存在する場合と存在しない場合があること、および説明には、イベントが発生するインスタンス、機能が存在するインスタンス、イベントが発生しないインスタンス、または機能が存在しないインスタンスが含まれることを意味する。
【0034】
要素または層が別の要素または層に「上に」、「係合」、「接続」、「結合」、または「搭載」されていると言及される場合、それは他の要素またはレイヤーに直接オン、エンゲージ、接続、結合、または取り付けられている場合もあれば、介在する要素または層が存在する場合もある。対照的に、要素が「直接上に」、「直接係合」、「直接接続」、「直接結合」、または「直接取り付け」と言及されている場合、介在する要素やレイヤーは存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様の方法で解釈する必要がある（たとえば、「間」と「直接間」、「隣接」と「直接隣接」など）。本明細書中で使用されるように、「および／または」という用語は、関連するリストされたアイテムの１つ以上の任意のおよびすべての組み合わせを含む。「結合」および「搭載」の動詞形は、本明細書において同じ意味で使用されることがある。
【0035】
図１は、従来の燃焼器３８の一部の断面側面図を示している。 燃焼器３８は、円筒形部分４４とテーパ状移行部４６とを含む燃焼ライナ４２とを含む燃焼器本体４０とを備えている。フロースリーブ４８は、燃焼ライナ４２の少なくとも円筒形部分４４を囲んでもよい。円筒形部分４４およびフロースリーブ４８は、典型的には、円筒形部分４４の溶接部４５によって表されるように、円筒形または円錐形の形状に圧延または打ち抜かれ、一緒に溶接されたシート材料から作られる。フロースリーブ４８は、燃焼ライナ４２の円筒形部分４４および／または燃焼ライナ４２のテーパ状移行部４６の周囲に、機械的な連結具または溶接部（mechanical couplers or welds）で取り付けられている。燃焼ライナ４２の円筒形部分４４とフロースリーブ４８は、１つ以上の軸方向に延びる燃料ノズル７６を含む燃焼器３８のヘッド端部アセンブリ７０に間隔を空けて結合されている。
【0036】
燃焼ライナ４２のテーパ状移行部４６は、典型的には、金属シートを打ち抜き溶接（stamped and welded together metal sheet）して作られる（溶接部４７参照）。テーパ状移行部４６は、例えば溶接部４９で円筒形部分４４に溶接される。後方フレーム５２は、テーパ状移行部４６をタービン入口５４に結合している。後方フレーム５２は、典型的には鋳造または別のプロセスによって作られる。後方フレーム５２は、テーパ状移行部４６の後端部に溶接部５６で溶接されている。軸方向燃料段（ＡＦＳ）燃料噴射器マウント５８のような小さな部品は、他のプロセスを使用して作られる。開口部６０は、ＡＦＳ噴射器６２用の燃焼ライナ４２に別個に機械加工され、次いで、マウント５８は、燃焼ライナ４２の各開口部６０に隣接して溶接され、その結果、ＡＦＳ噴射器６２をマウント５８にボルトで固定することができる。ＡＦＳ噴射器６２用の燃料ライン６４は、フロースリーブ４８の外側に取り付けられている。
【0037】
燃焼ライナ４２は、高温ガスパス（ＨＧＰ）ダクトまたはユニボディライナとも呼ばれ、ヘッド端部燃料ノズルアセンブリ７０（以下「ヘッド端部アセンブリ７０」）およびヘッド端部アセンブリ７０の後端および／または燃焼器本体４０の前方端部（forward end）７４に結合されたキャップアセンブリ７２から下流に延びている。ヘッド端部アセンブリ７０は、一般に、エンドカバー７８から下流に延びる少なくとも１つの軸方向に延びる燃料ノズル７６と、エンドカバー７８から下流の燃焼ライナ４２内で半径方向および軸方向に延びるキャップアセンブリ７２を含み、燃焼室の上流方向の境界を画定する。ヘッド端部アセンブリ７０は、軸方向に延びる燃料ノズル７６から燃料８０を一次燃焼ゾーン８２に供給するための、現在知られているまたは今後開発される任意の軸方向に延びる燃料ノズル７６を含んでもよい。ヘッド端部アセンブリ７０の軸方向に延びる燃料ノズル７６は、燃料８０と圧縮空気８４の可燃性混合物を一次燃焼ゾーン８２に供給する。ＡＦＳ噴射器６２は、軸方向に延びる燃料ノズル７６から下流の燃焼ライナ４２を通って半径方向に延びている。本明細書でさらに説明されるように、圧縮空気８４は、一次燃焼ゾーン８２の下流にある二次燃焼ゾーン８６での燃焼のために燃料８０と結合するために、ＡＦＳ噴射器６２にルーティングされてもよい。
【0038】
図示されるように、説明されている燃焼器３８の各構成要素は、取り付けファスナまたは溶接部、熱または保護シールド、シール、スペーサ、および連結具（mounting fasteners or welds, heat or protective shields, seals, spacers, and couplers）を含む多数のサブパーツを含んでもよい。燃焼器本体４０の部品は、現在知られているまたは後に開発された任意の燃焼耐性および耐酸化性材料を含んでもよい。材料には、限定するものではないが、インコネル６２５または７１８などのオーステナイトニッケルクロム基合金、ニッケル－クロム－コバルト－モリブデン合金（ＮｉＣｒＣｏＭｏ）（例えば、Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｉｎｃ．のＨＡ２８２またはＨＡ２３３）、ニッケル－クロム－鉄－モリブデン合金（ＮｉＣｒＦｅＭｏ）（例： Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｉｎｃ．のＨａｓｔｅｌｌｏｙ Ｘ）、またはニッケル－クロム－コバルト－チタン（ＮｉＣｒＣｏＴｉ）合金（ゼネラルエレクトリック社が開発したＧＴＤ ２６２など）である（an austenite nickel-chromium based alloy such as Inconel 625 or 718, a nickel-chromium-cobalt-molybdenum alloy (NiCrCoMo) (e.g., HA282 or HA233 from Haynes International, Inc.), a nickel-chromium-iron-molybdenum alloy (NiCrFeMo) (e.g., Hastelloy X from Haynes International, Inc.), or a nickel-chromium-cobalt-titanium (NiCrCoTi) alloy (e.g., GTD 262 developed by General Electric Company)）。
【0039】
図１に示すように、従来の燃焼器３８の運転中、部品は、高温燃焼、振動、および化学腐食、例えば酸化などの多種多様な極端な環境条件にさらされる。図１にも示されるように、燃焼器３８は、燃焼器３８の寿命を短縮することができるいくつかの潜在的な寿命制限構造または特徴（potential life-limiting structures or features、溶接部４５、４７、４９、５６に沿った円で囲まれた領域を参照）を示す。例えば、テーパ状移行部４６と後方フレーム５２との間の溶接部５６は、その位置で経験する高い応力のために、燃焼器３８の寿命制限構造を呈し得る。同様に、溶接部４５、４７、４９もまた、燃焼器３８の平均寿命を減少させる構造を提示し得る。他の寿命を制限する構造は、燃焼器３８の寿命にデビット（debit：負債）を引き起こす可能性のある他の高応力幾何学構造、ホットスポット、または他の特徴を含んでもよい。
【0040】
これらの課題に対処するために、開示の実施形態は、第１のレベルで腐食（corrosion at a first level：第１のレベルのコロージョン）を有する（第１の）非付加製造（非ＡＭ）既存の部品、すなわち、燃焼器の使用によるもの、および第１の非ＡＭ部品に結合された（第２の）交換用付加製造（ＡＭ）部品を含む燃焼器本体を含むＧＴシステム用の燃焼器を提供する。第２の交換用ＡＭ部品の第２のレベルでの腐食は、第１のレベルよりも小さくなっている。第２の交換用ＡＭ部品は、取り外された非ＡＭ部品を置き換えるものであり、いくつかの実施形態では、燃焼ライナのテーパ状移行部の後方部分と燃焼器本体の後方フレームを少なくとも含む。付加製造により、交換用ＡＭ部品には、交換用セクション（例えば、テーパ状移行部の後部セクションと後方フレーム）内に延びる複数の共有の平行焼結金属層（a plurality of shared parallel, sintered metal layers）が含まれている。
【0041】
交換用ＡＭ部品は、その最前方端部に、非ＡＭ存在部品の最も後方の残りの端部を受け入れるように構成された受容要素を含んでもよい（The replacement AM part may also include a receiving element in a forwardmost end thereof configured to receive a rearwardmost remaining end of the non-AM existing part）。交換用ＡＭ部品は、場合により、ＡＦＳ噴射器マウントや燃焼ライナの円筒形部分の一部など、燃焼器の追加部品を含んでもよい。他の実施形態では、交換用ＡＭ部品は、ＡＦＳ噴射器マウント、ＡＦＳ噴射器マウントから上流の燃焼ライナの円筒形部分の一部、およびＡＦＳ噴射器マウントから下流のテーパ状移行部の一部（おそらく後方フレームを含む）を含んでもよい。交換用ＡＭ部品が後方フレームまで完全にはみ出していない実施形態では、交換用ＡＭ部品の最後方端部に、テーパ状移行部の残りの後方部分を受け入れるための受容要素を設けてもよい。
【0042】
交換用ＡＭ部品は、溶接部、高応力形状、ホットスポット、または燃焼器の寿命を縮める可能性のあるその他の要因など、寿命を制限する構造を持つ既存の部品の交換／修理を可能にする。交換用ＡＭ部品は、溶接部などの寿命制限構造を使用せずに、または寿命制限構造を別のより良い場所に移動して燃焼器の寿命を延ばすことができる。交換用のＡＭ部品は、燃焼器の寿命を延ばすために、取り外した非ＡＭ部品よりも優れた材料で作成することもできる。交換用ＡＭ部品は、本明細書に記載されているように、取り外した非ＡＭ部品を製造する場合と比較して、製造コストも低くなる。
【0043】
図２は、本開示の燃焼器１００の種々の実施形態を組み込むことができる例示的なガスタービン（ＧＴ）システム９０の機能ブロック図を示す。図示されているように、ＧＴシステム９０は、一般に、ＧＴシステム９０に入る作動流体（例えば、空気）１０４を浄化し、その他の方法で調整するための一連のフィルタ、冷却コイル、水分セパレータ、および／または他の装置を含み得る入口セクション１０２を含む。作動流体１０４は、圧縮機セクション１０７内の圧縮機１０６に流れ込み、圧縮機１０４に運動エネルギーを徐々に付与して、高エネルギー化された状態で圧縮空気１０８（以下、「空気１０８」または「圧縮空気１０８」）を生成する。圧縮空気１０８は、燃料供給源１２２からの燃料１２０と混合され、圧縮機部１０７に作動可能に結合される燃焼セクション１１０内の少なくとも１つの燃焼器１００内に可燃性混合物を形成する。可燃性混合物を燃焼させて、高温高圧の燃焼ガス１２６を生成する。
【0044】
燃焼ガス１２６は、タービンセクション１２９のタービン１２８（例えば、膨張タービン）を通って流れ、燃焼セクション１１０に作動的に結合されて仕事を生み出す。例えば、タービン１２８は、タービン１２８の回転が圧縮機１０６を駆動して圧縮空気１０８を生成するように、シャフト１３０に接続されてもよい。代替的に、またはさらに、シャフト１３０は、タービン１２８を発電機１３２に接続して発電してもよい。タービン１２８からの排気ガス１３４は、タービン１２８をタービン１２８の下流の排気スタック１３８に接続する排気セクション１３６を通って流れる。排気セクション１３６は、例えば、環境に放出される前に排気ガス１３４から追加の熱を洗浄し抽出するための熱回収蒸気発生器（図示せず）を含んでもよい。複数の燃焼器１００が使用される場合、それらはタービン１２８のタービン入口１４０の周囲に円周方向に間隔を空けて配置されてもよい。
【0045】
一実施形態では、ＧＴシステム９０は、マサチューセッツ州ケンブリッジのＧＥ Ｖｅｒｎｏｖａ社からの市販のエンジンモデルを含んでもよい。本開示は、任意の特定のＧＴシステムに限定されず、例えば、ＧＥ ＶｅｒｎｏｖａのＨＡ、Ｆ、Ｂ、ＬＭ、ＧＴ、ＴＭ、およびＥクラスのエンジンモデル、および他の会社のエンジンモデルを含むエンジンに関連して埋め込まれてもよい。さらに、本開示は、いかなる特定のターボ機械にも限定されず、例えば、蒸気タービン、ジェットエンジン、圧縮機、ターボファンなどに適用され得る。
【0046】
図３は、開示の一実施形態に係る部品（交換用ＡＭ部品２１０）を含む燃焼器１００の断面斜視図および分解図を示す。
【0047】
図３～図４を参照して、開示の実施形態は、燃焼器３８（図１）の修理方法を含み得る。図３に示すように、補修予定燃焼器１００は、燃焼器３８（図１）の構造の多くを含んでいる。簡単に説明すると、燃焼器１００は、円筒形部分１６４とテーパ状移行部１６６とを含む燃焼ライナ１６２と、テーパ状移行部１６６の後端（図示の右端）に結合された後方フレーム１６８とを含む燃焼器本体１６０とを備えている。フロースリーブ１６９は、燃焼ライナ１６２の円筒形部分１６４を囲んでもよい。燃焼器１００は、ＡＦＳ噴射器１７２を取り付けるための軸方向燃料段（ＡＦＳ）噴射器マウント１７０も含んでもよい（図３）。燃焼器１００は、ヘッド端部燃料ノズルアセンブリ１７４（以下「ヘッド端部アセンブリ１７４」）と、燃焼器本体１６０の前方端部１７７に結合されたキャップアセンブリ１７６とも含んでもよい。ヘッド端部アセンブリ１７４は、一般に、軸方向に延びる燃料ノズル１７８から燃料１８０および圧縮空気１８２を一次燃焼ゾーン１８４に供給するための少なくとも１つの軸方向に延びる燃料ノズル１７８を含む。ＡＦＳ噴射器１７２は、軸方向に延びる燃料ノズル１７８の下流にある燃焼ライナ１６２を通って半径方向に延びている。ＡＦＳ噴射器１７２用の燃料ライン１７９は、フロースリーブ１６９の外側に取り付けられていてもよく、または、その内部に形成されていてもよい。圧縮空気１８２は、一次燃焼ゾーン１８４の下流にある二次燃焼ゾーン１８６での燃焼のために燃料１８０と結合するために、ＡＦＳ噴射器１７２にルーティングされ得る。
【0048】
図４に示すように、この方法は、燃焼器の使用後に燃焼器本体１６０の非ＡＭ既設部品（non-AM existing part）２００を取り外すことを含んでもよい。除去工程は、所望の部品を除去するのに十分な、現在知られているまたは後に開発された任意のプロセス、例えば、切断、機械加工、研削などを含んでもよい。この除去工程により、燃焼器本体１６０の取り外した非ＡＭ部品２００と残りの非ＡＭ部品２０２が作成される。取り外した非ＡＭ部品２００は、様々な形態をとることができる。ある実施形態では、図４に示すように、取り外した非ＡＭ部品２００は、燃焼器本体１６０のテーパ状移行部１６６および後方フレーム１６８の後方部分少なくとも一部分を含む。すなわち、テーパ状移行部１６６の後方部分の一部、すなわち、その下流の後方端の前方または上流部分が除去され、後方フレーム１６８全体が除去される。
【0049】
除去されるテーパ状移行部１６６の後方部分の範囲は、いくつかの要因に基づいて画定することができる。たとえば、切断の位置を選択して、新しい部品に必要なインターフェースが提供されるようにすることができる。特に、切断の位置は、燃焼器本体１６０からできるだけ多くの寿命を制限する構造（life-limiting structures）を除去するために行うことができる。したがって、取り外した非ＡＭ部品２００は、少なくとも１つの寿命制限構造、例えば、これらに限定されない、溶接部５６、既知のホットスポット、および高応力形状を含んでもよい。図３～図４は、内部チャンバ（internal chamber）１９０と一体型フロースリーブまたはインピンジメントフロースリーブ１９２（その内部に穴がある、図示せず）を含むテーパ状移行部１６６を示しているが、フロースリーブは、実施形態に関係なく、オプションであることが認識される。
【0050】
この除去工程は、燃焼器１００の使用後に実行し得る。燃焼器１００の使用中、除去工程に先立って、燃焼器１００の部品は使用に見合った腐食（コロージョン）を受ける。例えば、燃焼ライナ１６２は、その上または内部に、酸化、亀裂、バーンスルー、歪み、および／またはクリープ（oxidation, cracks, burn through, distortion, and/or creep thereon or therein）を有し得る。いずれにせよ、取り外した非ＡＭ部品２００は、その上に第１のレベルで腐食を有し（removed non-AM part 200 has corrosion thereon at a first level）、例えば、その材料、燃焼器１００にさらされる環境、および燃焼器１００の使用期間に見合った腐食を有する。したがって、腐食のレベルと腐食の種類は、とりわけ、取り外した非ＡＭ部品２００によって異なる場合がある。腐食の第１のレベルは異なる場合があるが、一例では、部品が新品である程度を超え、腐食により部品が次の燃焼メンテナンス間隔を完了できなくなるまでの使用レベル（前述の問題のいずれかを含む）を示す場合がある。
【0051】
図４はまた、除去された非ＡＭ部品２００の代替となる交換用付加製造（ＡＭ）部品２１０を付加製造する様子を模式的に示している。付加製造プロセスについては、本明細書の後半で述べる。例示的な図では、交換用ＡＭ部品２１０は、少なくともテーパ状移行部１６６の後方部分および燃焼器本体１６０の後方フレーム１６８を含む。すなわち、交換用ＡＭ部品２１０は、少なくとも、取り外した非ＡＭ部品２００と同一の部品を含む。しかし、交換用ＡＭ部品２１０は、取り外した非ＡＭ部品２００に見られる少なくとも１つの寿命制限構造を含んでいない。図４の例では、交換用ＡＭ部品２１０は、テーパ状移行部１６６と後方フレーム１６８の後部を一体体として付加製造するため、溶接部５６を含んでいない。また、交換用ＡＭ部品２１０は、テーパ状移行部１６６の後方部分の付加製造により必要ないため、テーパ状移行部１６６の打ち抜き部分の長手方向端部を通常結合する溶接部４７の一部（図４の残りの非ＡＭ部品２０２を参照）を含まない。付加製造の結果、さまざまな部品間に機械的な接続はない（つまり、すべて一体化している）。
【0052】
また、付加製造は、交換用ＡＭ部品２１０を、取り外した非ＡＭ部品２００とは異なる材料で作ることも可能にする（図４）。すなわち、取り外した非ＡＭ部品２００（図４）は、第１の材料を含んでもよく、交換用ＡＭ部品２１０は、第１の材料とは異なる第２の材料を含んでもよい。本明細書で述べたように、取り外した非ＡＭ部品２００は、それだけには限定されないが、ＨＡ２８２またはＨＡ２３３、インコネル６２５または７１８、ハステロイＸ、またはＧＴＤ２６２で作られてもよい。対照的に、交換用ＡＭ部品２１０は、コバルトクロムモリブデン（ＣｏＣｒＭｏ）合金、ステンレス鋼、ニッケル-クロム-モリブデン-ニオブ合金（ＮｉＣｒＭｏＮｂ）のようなオーステナイトニッケル-クロム基合金（例えば、インコネル６２５またはインコネル７１８）、ニッケル-クロム-鉄-モリブデン合金（ＮｉＣｒＦｅＭｏ）のような任意の非反応性金属で作られてもよい（例：Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｉｎｃ．から入手可能なＨａｓｔｅｌｌｏｙ（登録商標） Ｘ）、またはニッケル－クロム－コバルト－モリブデン合金（ＮｉＣｒＣｏＭｏ）（例：Ｈａｙｎｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｉｎｃ．から入手可能なＨａｙｎｅｓ ２８２）。その他の可能性としては、例えば、Ｒｅｎe ５２、ＣＭ ２４７、Ｍａｒ Ｍ ２４７、および任意の析出硬化性（ＰＨ：precipitation harden-able）ニッケル合金などがある。異なる金属に対する唯一の制限は、例えば溶接を通じて、作動する燃焼器１００を作るためにそれらを結合できる必要があることである。
【0053】
交換用ＡＭ部品２１０は、取り外した非ＡＭ部品２００には見られない複数の追加構造も含んでもよい。付加製造により、交換用ＡＭ部品２１０は、テーパ状移行部１６６および（新しい）後方フレーム１６８の少なくとも（新しい）後部セクションに延びる複数の平行な焼結金属層２１６を含む。交換用ＡＭ部品２１０は、燃焼器本体１６０の残りの非ＡＭ部品２０２の受容端部（receive end）２１４に構成される受容要素２１２を含んでもよい。図３～図４に示す例では、受容要素２１２は、残りの非ＡＭ部品２０２の受容端部２１４をその切り口端の形で、すなわち、雌雄フィット（male-female fit：男性-女性適合）で構成する半径方向に外側に延びるくぼみを含む。受容要素２１２は、残りの非ＡＭ部品２０２の受容端部２１４に対する多種多様な代替構造を含むことができることが認識されるが、これらに限定されないが、分岐要素、半径方向に内側に延びるインデント、または単純な突合せジョイントインターフェース（a forked element, a radially inward extending indent or a simple butt joint interface）が挙げられる。
【0054】
交換用ＡＭ部品２１０はまた、その内部に任意の種類の追加の冷却通路を含んでもよい。すなわち、交換用ＡＭ部品２１０は、その中に画定される少なくとも１つの冷却通路を含んでもよく、これは取り外した非ＡＭ部品２００には見られない。図３～図４に示す１つの非限定的な例では、後方フレーム１６８は、その内部に新たな冷却通路２１７を含む。別の例では、取り外した非ＡＭ部品２００においてテーパ状移行部１６６の内部室１９０の周囲にフロースリーブまたはインピンジメントフロースリーブ１９２が存在しない場合、交換用ＡＭ部品２１０においてテーパ状移行部１６６を追加してもよい。別の例では、フロースリーブまたはインピンジメントフロースリーブ１９２が取り外した非ＡＭ部品２００に存在する場合、インピンジメント開口部１９４の数、サイズ、および／または位置は、冷却空気（例えば、圧縮空気１１８）をテーパ状移行部１６６の異なる領域に向けるように変更されてもよい。交換用ＡＭ部品２１０は、現在の新造燃焼器に見られるが、以前に製造された燃焼器には存在しない他の任意の種類の有利な構造も含んでもよい。
【0055】
図３は、燃焼器本体１６０の残りの非ＡＭ部品２０２にＡＭ部品２１０を交換用して結合していることを示している。結合（カップリング）は、残りの非ＡＭ部品２０２の最後方の残りの端部２１４が受容要素２１２に接触する位置で、燃焼器本体１６０の残りの非ＡＭ部品２０２に交換用ＡＭ部品２１０を溶接すること含んでもよい（The coupling may include welding replacement AM part 210 to remaining non-AM part 202 of combustor body 160 where rearwardmost remaining end 214 of remaining non-AM part 202 meets receiving element 212. ）。溶接は、現在知られているまたは後に開発された任意の溶接プロセス、例えば、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接（TIG welding, MIG welding）などを含み得る、部品を一緒に恒久的に固定および／またはシールすることができ、部品の異なる材料に基づいて。完成すると、図３に示すように、燃焼器本体１６０は、１つ以上の溶接部２１８を含み、破線参照、すなわち、テーパ状移行部１６６と後方フレーム１６８の後方部分を燃焼器体１６０の残りの非ＡＭ部品２０２に結合する。溶接部５６とは対照的に、図１に示すように、テーパ状移行部４６の後部と後方フレーム５２との間の鋭利で高応力形状では、図３に示すように、溶接部２１８はテーパ状移行部１６６内の直線的な位置で上流側にある。この位置は、溶接部の寿命を縮める性質を減らし、場合によっては排除する。
【0056】
図５Ａおよび図６Ａは、代替の実施形態による燃焼器１００の断面図を示し、図５Ｂおよび図６Ｂは、それぞれ図５Ａおよび６Ａの燃焼器１００用の交換用ＡＭ部品２１０の断面図を示す。これらの代替的な実施形態では、取り外した非ＡＭ部品２００および交換用ＡＭ部品２１０は、燃焼器本体１６０の後方部分をより多く含んでもよい。すなわち、取り外した非ＡＭ部品２００の切断線は、図面の左端にある（すなわち、ヘッド端部アセンブリ１７４に近い）。例えば、図５Ａ-Ｂの断面図に示すように、交換用ＡＭ部品２１０は、さらにＡＦＳ噴射器マウント１７０を含み、交換用ＡＭ部品２１０の複数の平行な焼結金属層２１６もまた、ＡＦＳ噴射器マウント１７０内に延びている。同様に、取り外した非ＡＭ部品２００（図示せず）は、テーパ状移行部１６６の上流側にＡＦＳ噴射器マウント１７０をさらに含んでもよい。図５Ａ-Ｂの例では、交換用ＡＭ部品２１０は、図１及び図４に示すようにテーパ状移行部１６６と後方フレーム１６８との間の溶接部５６を含んでいない（すなわち、非ＡＭ部品２００）ため、テーパ状移行部１６６と後方フレーム１６８の後方部分を付加製造することで、溶接５６が不要となる。また、図５Ａ-Ｂの交換用ＡＭ部品２１０は、テーパ状移行部１６６の後部の付加製造による付加製造による必要がないため、テーパ状移行部１６６のプレス加工部の長手方向端部に通常結合する溶接部４７（図１及び図４参照）のいずれも含まない。また、円錐形移行ピース１６６と円筒形部分１６４とを普通に結合する溶接部４９は、図３に関して説明した溶接部２１８と同様の溶接部２１８に交換してもよい。
【0057】
別の例では、図６Ａ～Ｂに示すように、交換用ＡＭ部品２１０は、さらに、燃焼ライナ１６２の円筒形部分１６４の一部（図示のようにＡＦＳ噴射器マウント１７０の左側）を含み、交換用ＡＭ部品２１０内の複数の平行な焼結金属層２１６が燃焼ライナ１６２の円筒形部分１６４の一部に延びている。同様に、取り外した非ＡＭ部品（図示せず）は、ＡＦＳ噴射器マウント１７０の上流にある燃焼ライナ１６２の円筒形部分１６４の一部をさらに含む。図６Ａ-Ｂの交換用ＡＭ部品２１０は、テーパ状移行部１６６のプレス加工された部分の長手方向の端部を通常結合する溶接部４７（図１および図４を参照）のいずれも含んでおらず、これはテーパ状移行部１６６の後方部分の付加製造のために必要とされない。また、円筒形部分１６４とテーパ状移行ピース１６６とを通常結合する溶接部４９は、溶接部２１８に交換してもよい。さらに、図６Ａ-Ｂの交換用ＡＭ部品２１０の円筒形部分は、円筒形部分１６４の打ち抜き部分の長手方向の端部を通常結合する溶接部４５（図１参照）の対応する部分を含んでいない、なぜなら、円筒形部分１６４の部分の付加製造により、溶接部４５の下流部分が不要になるからである。
【0058】
交換用ＡＭ部品２１０の特定の配置が本明細書で例示され、説明されているが、交換用ＡＭ部品２１０は、付加製造可能な燃焼器１００の任意の追加構造を含んでもよいことが強調される。例えば、交換用ＡＭ部品２１０は、任意の種類のフロースリーブ、例えば、１６９、冷却通路、燃焼器ライナ１６２のＡＦＳ噴射器開口部、燃料ライン、および／またはインピンジメントフロースリーブ、他の構造の中でも含むことができる。
【0059】
本開示の実施形態は、ＧＴシステム９０用の燃焼器本体１６０の取り外した非ＡＭ部品２００を交換するための部品、すなわち、以前に説明した交換用ＡＭ部品２１０も含んでもよい。前述したように、取り外した非ＡＭ部品２００は、燃焼器本体１６０の後方部分および後方フレーム１６８の後方部分を含んでもよい。この構成要素は、交換用ＡＭ部品２１０を含み、これは、テーパ状移行部１６６および後方フレーム１６８の後部を少なくとも含んでもよい。また、この構成要素は、取り外した非ＡＭ部品２００の取り外し後に燃焼器本体１６０の最後尾の残りの端部２１４を受け入れるように構成された交換用ＡＭ部品２１０の最前端に受容要素２１２を含んでもよく、また、燃焼器本体１６０の最後尾の残りの端部２１４と交換用ＡＭ部品２１０の最後端とを接合するように構成されている。この構成要素は、燃焼器本体１６０の最後尾の残りの端部２１４と交換用ＡＭ部品２１０の溶接部２１８を含んでもよい。前述したように、取り外した非ＡＭ部品２００は、第１の材料を含んでもよく、交換用ＡＭ部品２１０は、第１の材料とは異なる第２の材料を含んでもよい。
【0060】
図５Ａ～Ｂに示す他の実施形態では、部品の交換用ＡＭ部品２１０は、テーパ状移行部１６６の上流側にＡＦＳ噴射器マウント１７０をさらに含んでもよく、また、交換用ＡＭ部品２１０の複数の平行な焼結金属層２１６がＡＦＳ噴射器マウント１７０に延びていてもよい。他の実施形態では、図６Ａ～Ｂに示すように、コンポーネントの交換用ＡＭ部品２１０は、ＡＦＳ噴射器マウント１７０の上流側にある燃焼ライナ１６２の円筒形部分１６４の一部をさらに含んでもよく、また、交換用ＡＭ部品２１０の複数の平行な焼結金属層２１６が円筒形部分１６４の一部に延びていてもよい。他の実施形態（図示せず）では、交換用ＡＭ部品２１０は、ＡＦＳ噴射器マウント（単数または複数）１７０、ＡＦＳ噴射器マウント（単数または複数）の上流にある燃焼ライナ１６２の円筒形部分１６４の一部、およびＡＦＳ噴射器マウント（単数または複数）１７０の下流にあるテーパ状移行部１６６の一部（おそらく後方フレーム１６８を含む）を含んでもよい。交換用ＡＭ部品２１０が後方フレーム１６８まで完全には延長されない実施形態では、交換用ＡＭ部品２１０の後方端部に、テーパ状移行部１６６の残りの後方部分の最前方端部を受けるための受容要素２１２を設けてもよい。
【0061】
開示の実施形態は、ＧＴシステム９０用の燃焼器１００も含む。図３、図５Ａ及び図６Ａに示すように、燃焼器１００は、円筒形部分１６４及びテーパ状移行部１６６を含む燃焼ライナ１６２を含む燃焼器本体１６０、ＡＦＳ噴射器マウント１７０、及びテーパ状移行部１６６の後端部における後方フレーム１６８を含む。燃焼器本体１６０は、第１のレベルで腐食を有する残りの非ＡＭ部品２０２、すなわち燃焼器１００の使用によるものと、残りの非ＡＭ部品２０２に結合された第２の交換用ＡＭ部品２１０とを含む。交換用ＡＭ部品２１０は、燃焼器１００の使用後に形成され、その一部を交換するため、交換用ＡＭ部品２１０は、第１のレベルよりも第２のレベルの腐食が少なくなる。本明細書に記載されるように、種々の実施形態において、交換用ＡＭ部品２１０は、テーパ状移行部１６６および後方フレーム１６８の後部少なくとも後方部分を含む。また、付加製造により、交換用ＡＭ部品２１０は、テーパ状移行部１６６及び後方フレーム１６８の少なくとも後方部分に延びる複数の共有平行焼結金属層２１６を含む。図５Ａ～Ｂに示す他の実施形態では、交換用ＡＭ部品２１０は、ＡＦＳ噴射器マウント（単数または複数）１７０をさらに含んでもよく、交換用ＡＭ部品２１０内の複数の平行な焼結金属層２１６は、ＡＦＳ噴射器マウント（単数または複数）１７０内に延びてもよい。他の実施形態では、図６Ａ～Ｂに示すように、交換用ＡＭ部品２１０は、燃焼ライナ１６２の円筒形部分１６４の一部をさらに含んでもよく、また、複数の平行な、交換用ＡＭ部品２１０内の焼結金属層２１６が円筒形部分１６４の一部に延びていてもよい。
【0062】
燃焼器１００の交換用ＡＭ部品２１０は、本明細書で前述したように、残りの非ＡＭ部品２０２の受容端部２１４と、残りの非ＡＭ部品２０２と交換用ＡＭ部品２１０とを結合するように構成された受容要素２１２も含んでもよい。上述したように、非ＡＭ部品２０２と交換用ＡＭ部品２１０の残存する結合部２１８を溶接する。さらに、本明細書に記載されるように、残りの非ＡＭ部品２０２は、第１の材料を含んでもよく、交換用ＡＭ部品２１０は、第１の材料とは異なる第２の材料を含んでもよい。図４に示すように、交換用ＡＭ部品２１０は、その内部に画定される少なくとも１つの冷却通路２１７を含んでもよく、これは取り外した非ＡＭ部品２００には存在しない。
【0063】
図３、図５Ａおよび図６Ａに示すように、燃焼器１００は、一般に、タービン１２８の静止ノズル２３２の第１段２３０に隣接する点で終端する。静止ノズル２３２の第１段２３０は、タービン入口１４０からタービン１２８を少なくとも部分的に画定する。燃焼ライナ１６２は、ＧＴシステム９０の運転中に燃焼ガス１２６を一次燃焼ゾーン１８４および二次燃焼ゾーン１８６からタービン１２８のタービン入口１４０にルーティングするための高温ガス経路（ＨＧＰ）を少なくとも部分的に画定する。
【0064】
運転中、図３、図５Ａおよび図６Ａに示すように、圧縮空気１８２は圧縮機１０６から流れ、種々の流体流路（単数または複数）を通って経路を通る。圧縮空気１８２の一部は、例えば、フロースリーブ１６９を介して燃焼器１００のヘッド端部アセンブリ１７４にルーティングされ、そこで方向を反転し、軸方向に延びる燃料ノズル１７８を介して導かれる。圧縮空気１８２は、燃料１８０と混合されて第１の可燃性混合物を形成し、これにより一次燃焼ゾーン１８４に注入される。第１の可燃性混合物を燃焼させて燃焼ガス１２６を生成する。圧縮空気１８２の第２の部分は、半径方向に延びるＡＦＳ噴射器１７２を通って経路を通し、燃料通路１７９（例えば、外部チューブ（図示）またはフロースリーブ１６９として設けられた燃料源１２２からの導管）から燃料１８０と混合されて、第２の可燃性混合物を形成することができる。第２の可燃性混合物は、ライナ１６２を通じて高温ガス経路（ＨＧＰ）に注入される。第２の可燃性混合物は、少なくとも部分的に燃焼ガス１２６と混合し、二次燃焼ゾーン１８６で燃焼される。燃焼ライナ１６２は、ＧＴシステム９０の運転中に燃焼ガス１２６を一次燃焼ゾーン１８４および二次燃焼ゾーン１８６からタービン１２８のタービン入口１４０にルーティングするための高温ガス経路（ＨＧＰ）を少なくとも部分的に画定する。
【0065】
交換用ＡＭ部品２１０は、大型の一体型ボディを形成することができる、現在知られているまたは後に開発された任意の技術を使用して付加製造されてもよい。図４、図５Ｂ及び図６Ｂに示すように、交換用ＡＭ部品２１０は、選択された金属の複数の平行な焼結金属層２１６を含んでいる。図７は、交換用ＡＭ部品２１０を生成するための例示的なコンピュータ化された金属粉末付加製造システム３１０（以下「ＡＭシステム３１０」）の概略図／ブロック図を示しており、このうち１層のみが示されている。開示の教えは、複数の溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８を使用して交換用ＡＭ部品２１０を構築することに関連して説明されるが、開示の教えが任意の数の溶融ビーム源を使用して交換用ＡＭ部品２１０を構築することにも同様に適用可能であることが強調され、容易に認識されるであろう。
【0066】
この例では、ＡＭシステム３１０は、直接金属レーザー溶融（ＤＭＬＭ）用に配置されている。本開示の一般的な教えは、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）のような他の形態の金属粉末付加製造、およびおそらく他の形態の付加製造（すなわち、金属粉末用途以外のもの）にも同様に適用可能であることが理解される。ビルドプラットフォーム３２０における交換用ＡＭ部品２１０の層は、図７に長方形の円弧状多角形（テーパ状移行部１６６の断面のような）として示されている。しかし、付加製造プロセスは、ビルドプラットフォーム３２０上の交換用ＡＭ部品２１０の任意の形状の部品を製造するために容易に適合させることができることが理解される。さらに、本明細書に記載される例示的な実施形態では、断面形状は、長方形の円弧状多角形から円形（例えば、燃焼器本体１０４の円筒形部分１６４）に移行し得る。
【0067】
ＡＭシステム３１０は、一般に、付加製造制御システム３３０（「制御システム」）およびＡＭプリンタ３３２を含む。後述するように、制御システム３３０は、複数のメルティングビーム源３１２、３１４、３１６、３１８を使用して、コンピュータ実行可能な命令またはコード３３４のセットを実行し、交換用ＡＭ部品２１０を生成する。示された例では、４つの溶融ビーム源は４つのレーザーを含んでもよい。しかし、開示の教えは、任意の融解ビーム源、例えば、電子ビーム、レーザーなどに適用可能である。制御システム３３０は、コンピュータプログラムコードとしてコンピュータ３３６上に実装されて示されている。この範囲で、コンピュータ３３６は、メモリ３３８および／またはストレージシステム３４０、プロセッサユニット（ＰＵ）３４４、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース３４６、およびバス３４８を含む。さらに、コンピュータ３３６は、外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース３５０との通信で示されている。
【0068】
一般に、プロセッサユニット（ＰＵ）３４４は、メモリ３３８および／またはストレージシステム３４０に格納されたコンピュータプログラムコード３３４を実行する。コンピュータプログラムコード３３４を実行している間、プロセッサユニット（ＰＵ）３４４は、メモリ３３８、ストレージシステム３４０、Ｉ／Ｏデバイス３５０および／またはＡＭプリンタ３３２との間でデータを読み書きすることができる。バス３４８は、コンピュータ３３６の各コンポーネント間の通信リンクを提供し、Ｉ／Ｏデバイス３５０は、ユーザがコンピュータ３３６と対話することを可能にする任意のデバイス（例えば、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイなど）を含むことができる。
【0069】
コンピュータ３３６は、ハードウェアとソフトウェアの様々な可能な組み合わせを代表するものに過ぎない。例えば、プロセッサユニット（ＰＵ）３４４は、単一の処理ユニットを含んでもよく、または１つ以上の場所、例えば、クライアントおよびサーバー上の１つ以上の処理ユニットに分散されてもよい。同様に、メモリ３３８および／またはストレージシステム３４０は、１つ以上の物理的な位置に存在し得る。メモリ３３８および／またはストレージシステム３４０は、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）などを含む、様々なタイプの非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の任意の組み合わせを含むことができる。コンピュータ３３６は、産業用コントローラ、ネットワークサーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、ハンドヘルドデバイスなど、任意のタイプのコンピューティングデバイスを含むことができる。
【0070】
前述したように、ＡＭシステム３１０、特に制御システム３３０は、コード３３４を実行して、交換用ＡＭ部品２１０を生成する。コード３３４は、とりわけ、ＡＭプリンタ３３２をシステムとして動作させるための一組のコンピュータ実行可能命令３３４Ｓ（本明細書では「コード３３４Ｓ」とも称される）と、ＡＭプリンタ３３２によって物理的に生成される交換用ＡＭ部品２１０のような各オブジェクトを定義するための一組のコンピュータ実行可能命令３３４Ｏ（本明細書では「コード３３４Ｏ」とも称される）を含むことができる。本明細書に記載されるように、付加製造プロセスは、コード３３４を記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体（例えば、メモリ３３８、ストレージシステム３４０など）から始まる。ＡＭプリンタ３３２を操作するためのコンピュータ実行可能命令３３４Ｓのセットは、ＡＭプリンタ３３２を動作させることができる、現在知られているまたは後に開発された任意のソフトウェアコードを含み得る。
【0071】
交換用ＡＭ部品２１０を定義するコンピュータ実行可能命令３３４Ｏのセットは、交換用ＡＭ部品２１０の正確に定義された３Ｄモデルを含んでもよく、ＡｕｔｏＣＡＤ（登録商標）、ＴｕｒｂｏＣＡＤ（登録商標）、ＤｅｓｉｇｎＣＡＤ ３Ｄ Ｍａｘなどのよく知られたコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアシステムの任意のシステムから生成することができる。この点で、コード３３４Ｏには、現在知られているファイル形式または今後開発されたファイル形式を含めることができる。さらに、交換用ＡＭ部品２１０の代表コード３３４Ｏは、異なるフォーマット間で翻訳されてもよい。たとえば、コード ３３４Ｏには、３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓの光造形ＣＡＤプログラム用に作成された標準テッセレーション言語 （ＳＴＬ）ファイルや、任意のＣＡＤソフトウェアが任意の３次元の形状と構成を記述できるように設計された拡張可能なマークアップ言語（ＸＭＬ）ベースの形式である米国機械学会（ＡＳＭＥ）標準である付加製造ファイル（ＡＭＦ）が含まれる場合がある任意のＡＭプリンタで製造されるオブジェクト。交換用ＡＭ部品２１０の代表コード３３４Ｏは、必要に応じて、データ信号の集合に変換して送信することも、データ信号の集合として受信してコードに変換し、格納するなどしてよい。コード３３４Ｏは、本開示の実施形態に従って、これに記載されるように、重なり合うフィールド領域における境界および内部セクションの形成を可能にするように構成されてもよい。いずれにせよ、コード３３４Ｏは、ＡＭシステム３１０への入力であり得、部品設計者、知的財産（ＩＰ）提供者、設計会社、ＡＭシステム３１０のオペレータまたは所有者、または他のソースから来てもよい。いずれにせよ、制御システム３３０は、コード３３４Ｓおよび３３４Ｏを実行し、交換用ＡＭ部品２１０を一連の薄いスライスに分割し、ＡＭプリンタ３３２を使用して材料の連続した層に組み立てる。
【0072】
ＡＭプリンタ３３２は、交換用ＡＭ部品２１０印刷のための制御された雰囲気を提供するために密封された処理チャンバ３６０を含んでもよい。ビルドプラットフォーム３２０は、交換用ＡＭ部品２１０が構築される／構築されるものであり、処理チャンバ３６０内に配置される。多数の溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８ は、ビルドプラットフォーム３２０上の金属粉末の層を溶解して、交換用ＡＭ部品２１０を生成するように構成されている。 ４つの溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８が例示されているが、開示の教えは、任意の数の源、例えば、１、２、３、または５またはそれ以上を使用するシステムに適用できることが強調されている。現場で理解されるように、各溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８は、金属粉末を排他的に溶融できる非重なり場領域をそれぞれ含む場を有してもよく、また、２つ以上の源が金属粉体を溶融できる少なくとも１つの重なり場領域を含んでもよい。この点に関して、各溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８は、コード３３４Ｏによって定義されるように、各スライスに対して粒子を融合する溶融ビームをそれぞれ生成してもよい。
【0073】
例えば、図７では、溶融ビーム源３１２が、１つの領域において溶融ビーム３６２を用いて交換用ＡＭ部品２１０の層を作成していることが示されている一方、溶融ビーム源３１４は、別の領域において溶融ビーム３６２’を用いて交換用ＡＭ部品２１０の層を作成していることを示している。各溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８は、現在知られている、または後に開発された任意の方法で較正される。すなわち、各溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８は、その個々の精度を確保するための個々の位置補正（図示せず）を提供するために、そのレーザビームまたは電子ビームのビルドプラットフォーム３２０に対する予想位置をその実際の位置と相関させている。一実施形態では、複数の溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８の各々は、同じ断面積寸法（例えば、動作中の形状およびサイズ）、出力およびスキャン速度を有する溶融ビーム、例えば３６２、３６２’を作成し得る。
【0074】
図７を続けて、アプリケータ（または再コータブレード：re-coater blade）３７０は、最終交換用ＡＭ部品（final replacement AM part）２１０の各連続スライスが作成されるブランクキャンバスとして広がる原材料３７２の薄い層を作成してもよい。ＡＭプリンタ３３２の種々の部分は、各新層の追加を収容するために移動してもよい、例えば、ビルドプラットフォーム３２０が下降し、および／またはチャンバ３６０および／またはアプリケータ３７０が各層の後に上昇してもよい。このプロセスは、細粒金属粉末の形態の異なる原材料を使用することがあり、そのストックは、アプリケータ３７０によってアクセス可能なチャンバまたは粉末リザーバ３６８に保持されてもよい。
【0075】
処理チャンバ３６０は、アルゴンや窒素などの不活性ガスで満たされ、酸素を最小化または排除するように制御されている。制御システム３３０は、不活性ガス３７６の供給源から処理チャンバ３６０内のガス混合物３７４の流れを制御するように構成されている。この場合、制御システム３３０は、ポンプ３８０を制御し、および／または不活性ガス用のフローバルブシステム３８２を制御して、ガス混合物３７４の含有量を制御してもよい。フローバルブシステム３８２は、特定のガスの流れを正確に制御することができる、コンピュータ制御可能なバルブ、フローセンサ、温度センサ、圧力センサなどを１つ以上含んでもよい。ポンプ３８０は、バルブシステム３８２の有無にかかわらず設けられてもよい。ポンプ３８０が省略されている場合、不活性ガスは、処理チャンバ３６０への導入に先立って、単に導管またはマニホールドに入ることができる。不活性ガス３７６の供給源は、その中に含まれる材料、例えば、タンク、貯留層または他の供給源のための任意の従来の供給源の形態をとることができる。ガス混合物３７４を測定するために必要な任意のセンサ（図示せず）を設けてもよい。ガス混合物３７４は、従来の方法でフィルタ３８６を用いて濾過することができる。
【0076】
運転に当たっては、処理チャンバ３６０内に金属粉体を載せた造形台３２０を設け、制御システム３３０は、処理チャンバ３６０内の混合ガス３７４の流れを不活性ガス３７６の発生源から制御する。制御システム３３０はまた、ＡＭプリンタ３３２を制御し、特に、アプリケータ３７０および溶融ビーム源３１２、３１４、３１６、３１８を制御して、ビルドプラットフォーム３２０上の金属粉末の層を順次溶融し、開示の実施形態に従って交換用ＡＭ部品２１０を生成する。特定のＡＭシステム３１０が本明細書に記載されているが、開示の教えは、任意の特定の付加製造システムまたは方法に限定されないことが強調されている。
【0077】
本明細書に記載されるように、交換用ＡＭ部品２１０が形成されると、図３、図５Ａおよび図６Ａに示すように、残りの非ＡＭ部品２０２に結合されてもよい。例えば、交換用ＡＭ部品２１０は、残りの非ＡＭ部品２０２に（例えば、受容端部２１２のような特徴を使用して）取り付けられ、それに溶接されてもよい。
【0078】
本開示は、種々の技術的および商業的利点を提供し、その例を本明細書で論じる。交換用ＡＭ部品は、溶接、高応力形状、ホットスポット、または燃焼器の寿命を縮める可能性のあるその他の要因など、寿命を制限する構造を持つ既存の部品の交換／修理を可能にする。交換用ＡＭ部品は、溶接部などの寿命制限構造を使用せずに、または燃焼 器の寿命を延ばすために寿命制限構造を別のより良い場所に移動して作成できる。交換用ＡＭ部品は、改良された冷却機能で作ることができ、ホットスポットであることが知られている領域に配置されているか、または局所的である可能性がある。交換用のＡＭ部品は、燃焼器の寿命を延ばすために、取り外した非ＡＭ部品よりも優れた材料で製造することもでき、非ＡＭ部品を製造する場合に比べて製造コストが低くなる。
【0079】
本明細書および特許請求の範囲全体で使用される近似言語は、それが関連する基本機能の変化をもたらさずに許容可能に変化し得る任意の量的表現を変更するために適用され得る。したがって、「約」、「おおよそ」、「実質的に」などの用語によって変更された値は、指定された正確な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似言語は、値を測定するための機器の精度に対応してもよい。ここで、および明細書およびクレーム全体を通じて、範囲の制限は組み合わせおよび／または交換することができる。このような範囲は識別され、文脈または言語が別段の指示をしない限り、そこに含まれるすべてのサブ範囲が含まれる。範囲の特定の値に適用される「おおよその」または「約」は、両方の端値に適用 され、値を測定する機器の精度に別段の依存がない限り、記載された値の＋／－１０％を示す場合がある。
【0080】
以下の特許請求の範囲におけるすべての手段またはステッププラス機能要素の対応する構造、材料、行為、および同等のものは、具体的に請求された他のクレームされた要素と組み合わせて機能を実行するための任意の構造、材料、または行為を含むことを意図している。本開示の説明は、例示および説明の目的で提示されているが、開示された形式での開示を網羅的または限定することを意図するものではない。多くの修正およびバリエーションは、開示の範囲および精神から逸脱することなく、当業者の通常の技術の者には明らかである。実施形態は、開示の原理および技術の実用化を最もよく説明するために、また、当業者の他者が、企図された特定の使用に適している可能性のある本実施形態に対する種々の修正を熟考するための開示を理解できるようにするために選択され、記載された。
【符号の説明】
【0081】
３８、１００：燃焼器 ４０、１６０：燃焼器本体 ４２、１６２：燃焼ライナ ４４、１６４：円筒形部分 ４５、４７、４９、５６：溶接部 ４６、１６６：テーパ状移行部 ４８、１６９：フロースリーブ ５２、１６８：後方フレーム ５４：タービン入口 ５８、１７０：軸方向燃料段燃料噴射器マウント／ＡＦＳ燃料噴射器マウント／マウント ６０、１９４：開口部 ６２、１７２：軸方向燃料段燃料噴射器／ＡＦＳ燃料噴射器 ６４、１７９：燃料ライン ７０、１７４：ヘッド端部燃料ノズルアセンブリ／ヘッド端部アセンブリ ７２、１７６：キャップアセンブリ ７４、１７７：前方端部 ７６、１７８：燃料ノズル ８０、１８０：燃料 ８２、１８４：一次燃焼ゾーン ８４、１８２：圧縮空気 ８６、１８６：二次燃焼ゾーン ９０：ガスタービンシステム／ＧＴシステム １０２：入口セクション １０４：作動流体／空気 １０６：圧縮機 １０７：圧縮機セクション １０８：圧縮空気／空気 １１０：燃焼セクション １２０：燃料 １２２：燃料供給源 １２６：燃焼ガス １２８：タービン １２９：タービンセクション １３０：シャフト １３２：発電機 １３４：排気ガス １３６：排気セクション １３８：排気スタック １４０：タービン入口 １９０：内部チャンバ ２０２：非AM部品 ２１０：交換用ＡＭ部品 ２１２：受容端部 ２１４：後方の残りの端部 ２１６：複数の平行な焼結金属層 ２１７：新たな冷却通路 ２１８：溶接部 ２３０：第１段 ２３２：静止ノズル ３１０：金属粉末付加製造システム／ＡＭシステム ３１２、３１４、３１６、３１８：溶融ビーム源 ３２０：ビルドプラットフォーム ３３０：付加製造制御システム ３３２：ＡＭプリンタ ３３４、３３４Ｏ、３３４Ｓ：コンピュータ実行可能な命令またはコード／コンピュータプログラムコード ３３６：コンピュータ ３３８：メモリ ３４０：ストレージシステム ３４４：プロセッサユニット（ＰＵ） ３４６：入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース ３４８：バス ３５０：Ｉ／Ｏデバイス ３６０：処理チャンバ ３６２、３６２‘：溶融ビーム ３６８：アクセス可能なチャンバ／粉末リザーバ ３７０：アプリケータ／再塗布ブレード ３７２：原材料 ３７４：ガス混合物 ３７６：不活性ガス ３８０：ポンプ ３８２：フローバルブシステム ３８６：フィルタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【外国語明細書】