JP2009019275A

JP2009019275A - 液体を輸送することができる構成要素を製造する射出成形方法

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Publication number: JP2009019275A
Application number: JP2008180836A
Authority: JP
Inventors: Marie Ann Mcmasters; マリー・アン・マックマスターズ; David E Budinger; デイビッド・エドウィン・バッディンジャー; Daniel L Durstock; ダニエル・エル・ダーストック
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-07-15
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2009-01-29
Also published as: CA2636745A1; EP2018917A1; MX2008008376A; CN101342593A; US20090014101A1

Abstract

【課題】液体を輸送することができる構成要素を製造する方法を提供する。
【解決手段】本方法は、鋳型を準備するステップと、中子材料で作られた少なくとも１つの中子を鋳型内に配置するステップと、構成要素材料を中子の周りで鋳型内に射出してグリーン構成要素を生成するステップと、グリーン構成要素を加熱して中子を焼失させかつブラウン構成要素を生成するステップと、ブラウン構成要素を焼結して、９５％〜９９％の緻密度を有しかつ液体を輸送することができる完成構成要素を生成するステップとを含む。
【選択図】図６

Description

本明細書に記述する実施形態は、総括的には液体を輸送することができる構成要素を製造する方法に関する。より具体的には、本明細書に記述する実施形態は、全体としてジェット燃料を輸送することができる金属射出成形構成要素に関する。

航空機エンジンのようなガスタービンエンジンにおいては、空気がエンジンの前方内に吸い込まれ、次にシャフト支持圧縮機によって加圧される。加圧空気は次に、燃焼器に運ばれ、同時に燃料が燃料分配システムによって燃料供給源から燃焼器に輸送される。より具体的には、燃料は、燃料ノズルから高度に霧化した噴霧としてバーナの前端部に導入される。加圧空気は、燃料ノズルの周りで流入して、燃料と混合して燃料−空気混合気を形成し、この燃料−空気混合気がバーナによって燃焼される。燃焼混合気の温度は、３５００°F（１９２０℃）を越える値に達する場合がある。従って、燃料供給及び分配システムにおける漏れは、壊滅的状態を招くおそれがあるので、燃料供給及び分配システムには実質的に漏れがないことが重要である。

現在使用可能な燃料ノズルは、マクロラミネート法を用いて作ることができ、この方法は一般的に、材料プライを成形しかつこの材料プライを一連の接合継手を用いて互いに結合することを含む。マクロラミネートを囲んで、多様な構成要素を設けることができ、これら多様な構成要素は、多数のロウ付け継手を必要とする。主としてこの方式で燃料ノズルを構成するのに必要となる多数のロウ付け継手のために、マクロラミネート法の使用は望ましいものではない。

より具体的には、ロウ付け継手の使用は、そのような構成要素を製作するのに必要な時間を増大させる可能性があり、またさらに幾つかの理由のいずれかにより製作工程を複雑にする可能性もあり、それらの理由には、ロウ合金を配置するのを可能にする十分な領域が必要なこと、不要なロウ合金流れを最少にする必要があること、ロウ付け品質を確認するための受入れ可能な検査法が必要なこと、及び既設ロウ付け継手の再溶融を防止するように使用可能な幾つかのロウ合金が必要であることが含まれる。さらに、多数のロウ付け継手は、幾つかのろう流れを生じ、これが、その構成要素の親材料を脆弱化させる可能性がある。関連する態様では、多数のロウ付け継手の存在は、その構成要素の重量及び製造コストを増大させる可能性があり望ましくない。
米国特許第６，５４７，２１０号公報米国特許第６，３７８，７９２号公報米国特許第５，９７２，２６９号公報米国特許出願公開第２００５／０２８４２８９号公報

従って、金属射出成形法の使用により一体形部品及び緻密構造体を形成することによって、燃料漏れの危険性を減少させることができる燃料供給及び分配システムを製造する改良型の方法の必要性が依然として存在する。

本明細書における実施形態は、総括的には液体を輸送することができる構成要素を製造するための方法に関し、本方法は、鋳型を準備するステップと、中子材料で作られた少なくとも１つの中子を鋳型内に配置するステップと、構成要素材料を中子の周りで鋳型内に射出してグリーン構成要素を生成するステップと、グリーン構成要素を加熱して中子を焼失させかつブラウン構成要素を生成するステップと、ブラウン構成要素を焼結して、約９５％〜約９９％の緻密度を有しかつ液体を輸送することができる完成構成要素を生成するステップとを含む。

本明細書における実施形態は、総括的には液体を輸送することができる構成要素を製造するための方法に関し、本方法は、鋳型を準備するステップと、中子材料で作られた少なくとも１つの中子を鋳型内に配置するステップと、構成要素材料を中子の周りで鋳型内に射出してグリーン構成要素を生成するステップと、グリーン構成要素を加熱して中子を焼失させかつブラウン構成要素を生成するステップと、ブラウン構成要素を焼結して、液体を輸送することができる完成構成要素を生成するステップと、完成構成要素をヒッピングして、約９９．９％の緻密度を有する緻密化構成要素を生成ステップとを含む。

本明細書における実施形態は、総括的には液体を輸送することができる構成要素を製造するための方法に関し、本方法は、鋳型を準備するステップと、ステレオリソグラフィ（ＳＬA）タイプの樹脂類、ポリカーボネート類、ポリプロピレン及びそれらの組合せから成る群から選ばれた中子材料で作られた複数の非直線状中子を鋳型内に配置するステップと、ニッケル基合金類、コバルト基合金類及びそれらの組合せから成る群から選ばれた構成要素材料を中子の周りで鋳型内に射出してグリーン構成要素を生成するステップと、グリーン構成要素を約１５０°F（６５℃）〜約５００°F（２６０℃）の温度範囲に加熱して中子を焼失させかつブラウン構成要素を生成するステップと、ブラウン構成要素を約７００°F（３７０℃）〜約２３００°F（１２６０℃）の温度範囲で焼結して、燃料供給導管と燃料分配器リングとを含む燃料ノズルであり、約９５％〜約９９％の緻密度を有しかつ液体ジェット燃料を輸送することができる完成構成要素を生成するステップとを含む。

これらの及びその他の特徴、態様及び利点は、以下の開示から当業者には明らかになるであろう。

本明細書は、本発明を具体的に指摘しかつ明確に特許請求している特許請求の範囲と組合されているが、本明細書に記載した実施形態は、同じ参照符号が同様な要素を示す添付図と関連させた以下の説明から一層よく理解されるようになると思われる。

本明細書に記述する実施形態は、総括的には液体を輸送することができる構成要素を製作する金属射出成形方法に関する。本明細書における実施形態は、全体としてガスタービンエンジンの燃料システムによるジェット燃料の輸送に有用な構成要素を作る方法に焦点を当てているが、本記述はそのようなものに限定されるべきではないということが、当業者には解るであろう。実際には、以下の記述が説明しているように、本明細書に記述した方法は、液体を輸送するために使用することができるあらゆる構成要素を製造するために利用することができる。

一般的に言って、本明細書に記載した実施形態は、鋳型を準備することと、構成要素材料を鋳型内に射出してグリーン構成要素を生成することと、グリーン構成要素を加熱してブラウン構成要素を生成することと、ブラウン構成要素を焼結して、液体を輸送することができる完成構成要素を生成することとに関する。

始めに、所望の完成構成要素の形状を有する鋳型を準備することができる。この鋳型は、より詳しく後述するように、金属射出成形法に使用するのに適したあらゆる鋳型とすることができる。一般的に、鋳型は、鋼又はそれに匹敵するその他の材料で構成することができる。金属射出成形法では一般的であるように、鋳型は、製作しようとする構成要素の外部形状に対応する内部空間を有することができる。

鋳型内部には少なくとも１つの中子を配置して、完成構成要素内に空洞を形成することができる。本明細書で使用する場合、「中子」という用語は、少なくとも１つの中子を意味している。本明細書に記述した実施形態は、１つよりも多くの中子を含むことができることを理解されたい。中子は、本明細書で以下に説明するように構成要素材料よりも低い融点を有するあらゆる中子材料で製作して、該中子の除去を可能にすることができる。１つの実施形態では、中子は、ＳＬAタイプの樹脂類、ポリカーボネート類、ポリプロピレン及びそれらの組合せから成る群から選ばれた中子材料で製作することができる。中子は、直線状又は非直線状のいずれかとすることができる。製作しようとする構成要素のタイプに応じて、当技術分野において公知の方法を用いて、中子を鋳型内に宙吊りにすることが望ましい場合がある。中子を宙吊りにすることは、中子が構成要素材料により完全に囲まれることを保証するのを助けることができる。このことはさらに、完成構成要素における漏れの可能性を減少させることができる。

次に、一般的に約２００ｐｓｉ〜約４００ｐｓｉの圧力で構成要素材料を鋳型内に射出することを含むことができる従来型の射出成形法を用いて、構成要素材料を中子の周りで鋳型内に射出することができる。必要に応じて、その中に構成要素材料を射出する鋳型は、約９０℃（約２００°Ｆ）の温度に加熱して、構成要素材料の鋳型内への射出及び鋳型内での分散を可能にすることができる。構成要素材料には、射出成形することができるあらゆる材料を含むことができるが、１つの実施形態では、ニッケル基合金類、コバルト基合金類及びそれらの組合せから成る群から選ぶことができる。より具体的には、構成要素材料は、約３重量％〜約２０重量％の結合材と混合した金属粉末を含むことができる。例えば、構成要素材料は、約７重量％の結合材と混合した約９３重量％のＩｎｃｏｎｅｌ７１８粉末を含むことができる。本明細書の使用では、当業者に公知のあらゆる一般的結合材が許容可能である。構成要素材料は、鋳型から漏出することなく加圧下で鋳型内に射出可能な粘稠度を有することができる。

射出されると、構成要素材料は、鋳型内で固化させて、グリーン構成要素を生成するのを可能にすることができる。この固化が生じるのに必要な時間は、選んだ特定の構成要素材料に応じて変化することになる。構成要素材料が固化した後に、鋳型を引出しかつグリーン構成要素を取り外すことができる。必要に応じて、グリーン構成要素は、乾燥及び／又は冷却して、取扱いをより容易にすることができる。

次にグリーン構成要素は、加熱して、存在するあらゆる中子を焼失させると共にブラウン構成要素を生成することができる。得られたブラウン構成要素は、硬化しており、また各中子が存在していた場所に位置する内部空洞を有することになる。前に述べたように、中子は、構成要素材料の融点よりも低い融点を有する材料で作り、該中子を焼失させるのを可能にするのが望ましい。グリーン構成要素を加熱してブラウン構成要素を生成しかつ存在するあらゆる中子を焼失させることができる温度は、使用する特定の構成要素材料及び中子材料に応じて変化させることができる。しかしながら、１つの実施形態では、グリーン構成要素は、約１５０°Ｆ〜約５００°Ｆ（約６５℃〜約２６０℃）の範囲にある温度まで加熱することができる。中子を焼失させることは、前述した温度範囲における幾つかの加熱ステップを経ることによって行うことができ、この場合、構成要素を収容した炉の温度は、約５分間かけて約２５°ずつ上昇させ、その後その温度を規定長さの時間一定に保持することができる。

より具体的には、中子を焼失させるには、次のステップを含むことができ、つまり炉を約３００°Ｆ（約１４８℃）の温度まで加熱しかつ約１時間一定に保持することができ、次に約５分間かけて温度を約３２５°Ｆ（約１６２℃）まで上昇させかつ約２時間一定に保持することができ、次に約５分間かけて温度を約３５０°Ｆ（約１７６℃）まで上昇させかつさらに約２時間一定に保持することができ、次に約５分間かけて温度を約３７５°Ｆ（約１９０℃）まで上昇させかつ約２時間一定に保持することができ、次に約５分間かけて温度を約４００°Ｆ（約２０４℃）まで上昇させかつ約２時間一定に保持することができ、この時間の間に中子が液化しかつその構成成分が焼失し始めるようになる。次に約５分間かけて温度を約４２５°Ｆ（約２１８℃）まで上昇させかつ約６〜７時間一定に保持することができる。約６〜７時間後には、得られたブラウン構成要素は、検査して、中子が実質的に除去されたことを保証することができる。

中子を焼失させることに加えて、この加熱工程を使用して、得られたブラウン構成要素内及び／又はその中で中子焼失が生じた反射炉内に残留しているあらゆる灰分を除去することができる。より具体的には、中子焼失の完了後であってかつブラウン構成要素がまだその内部にある間に、炉を約６２５°Ｆ（約３２９℃）まで加熱して、ブラウン構成要素及び炉内からあらゆる残留灰分を焼却することができる。満足なレベルに中子焼失が完了した時に、炉の火を消して、ブラウン構成要素を放冷することができる。

中子の焼失と同時に、構成要素材料の部分的な脱結合材（脱脂）が発生する可能性がある。部分的な脱結合材の間に、構成要素材料内で使用している結合材の少なくとも一部分が、グリーン構成要素から焼失する。部分的な脱結合材により、得られたブラウン構成要素の取扱い及び反射炉から焼結を行う真空炉への輸送が容易になる。構成要素材料の完全な脱結合材は一般的に、本明細書で以下において説明するような焼結サイクルの完了までは発生しないことに注目されたい。

焼結は、ブラウン構成要素を加熱してあらゆる残留結合材を揮発させることと、構成要素材料の残留金属粒子を互い緻密化して完成構成要素を生成することとを含む。特に、焼結により、脱結合材の間に生じた空隙を排除することによって、ブラウン構成要素は緻密化することができる。一般的に、焼結は、ブラウン構成要素の寸法と比較すると、完成構成要素を約３％〜約２０％だけ収縮させる可能性がある。本明細書に記載した方法を用いて作られた構成要素の寸法再現性を得るためにまた該構成要素間のばらつきを最小にするのを助けるために収縮量を制御することが望ましということが、当業者には解るであろう。

焼結に使用する加熱及び冷却サイクルは変化させることができるが、１つの実施形態では、焼結は、約７００°Ｆ〜約２３００°Ｆ（約３７０℃〜約１２６０℃）の温度範囲における一連のサイクルで行うことができる。焼結は、分圧能力を有する真空炉内で行うことができる。１つの実施形態では、炉は、真空排気し、次に約６００ミクロンHｇの圧力までアルゴン又は水素ガスで再充填することができる。炉を通して間歇的又は連続的にガスを流して、焼結工程全体を通して発生した揮発結合材をパージすることができる。

焼結工程は、炉が周囲温度にある間に開始することができる。ブラウン構成要素を炉内に配置し、かつ温度が約１２００°F（約６４８℃）に達するまで、約５°F（約２．７℃）／分の温度上昇速度で炉を加熱することができる。約１２００°F（約６４８℃）の温度に達すると、その温度は、約１時間一定に保持することができる。次に炉は、約３００°F（約１４８℃）の温度に達するまで、約５°F（約２．７℃）／分の速度で冷却することができる。冷却は、例えば炉の加熱エレメントに対する電力低減の制御によって達成することができる。次に炉は、約５°F（約２．７℃）／分の速度で約１２００°F（約６４８℃）の温度まで再び加熱し、その状態で温度は、約２時間一定に保持することができる。次に炉は、約３００°F（１４８℃）の温度に達するまで、約５°F（約２．７℃）／分の速度で冷却することができる。次に炉は、約５°F（約２．７℃）／分の速度で約１２００°F（約６４８℃）の温度まで加熱し、その状態で温度は、約２時間一定に保持することができる。次に、炉は、約５°F（約２．７℃）／分の速度で約３００°F（１４８℃）の温度まで冷却し、その後もう一度約１０°F（約５℃）／分の速度で約１２００°F（約６４８℃）の温度まで加熱することができる。次に炉は、周囲温度まで放冷することができる。

真空炉のチャンバは次に、約１ミクロンHgよりも低い圧力まで真空排気することができる。次に、約５°F（約２．７℃）／分の速度で約１５００°F（約８１５℃）の温度まで温度を上昇させることによって、加熱を再開し、この状態で温度は、約２時間一定に保持することができる。次に温度は、約５°F（約２．７℃）／分の速度で約２０００°F（約１０９３℃）まで上昇させることができる。約２時間その温度を一定に保持した後に、温度は、約２３００°F（約１２６０℃）の温度に達するまで、今回は約３５°F（約１９℃）の速度で再び上昇させることができる。温度は、この温度でさらに２時間保持した後に、約２０００°F（約１０９３℃）の温度に達するまで、約１０°F（約５℃）／分の速度で真空冷却させることができる。次に真空冷却は、温度が約１２００°F（約６４８℃）以下に達するまで、また１つの実施形態では、温度が約２５０°F（約１２１℃）に達するまで、無制御速度で続行することができる。

得られた完成構成要素は、液体を輸送することができ、１つの実施形態では、この液体は、液体ジェット燃料のような可燃性液体とすることができる。より具体的には、焼結は、中子を焼失させることによって生じた空洞を緻密化しかつ空洞壁の空隙率を減少させて、液体の輸送を可能にする。この空隙率を減少させることにより、約９５％〜約９９％の緻密度を有することができる完成構成要素が得られる。本明細書で使用する場合、「緻密度」という用語は、無孔である完成構成要素のパーセントを指しており、従来型の画像解析法を用いて測定することができる。例えば、完成構成要素を切断して、その１片を顕微鏡下に置くことができる。完成構成要素片の顕微鏡写真を撮影して、写真内に示された該完成構成要素片の総面積に対するあらゆる空隙つまり気孔面積パーセントを計算することができる。

任意選択的に、当技術分野において熱間等静圧圧縮成形又はＨＩＰ／「ヒッピング」として知られている方法を用いて、完成構成要素に対して圧力を加えることができる。より具体的には、ヒッピングの間に、脱結合材により生じた完成構成要素内のあらゆる残留空隙は、完成構成要素を、約１０ｋｓｉ〜約２０ｋｓｉのアルゴン圧力また１つの実施形態では約１５ｋｓｉ（約１０５５ｋｇｆ／ｃｍ^２）のアルゴン圧力下で、約２１００°Ｆ（約１１４９℃）〜約２２００°Ｆ（約１２０４℃）の温度また１つの実施形態では約２１２５°Ｆ（約１１６３℃）の温度に加熱し、かつこれらのパラメータを約４時間一定に保持することによって除去することができる。ヒッピング工程の最終目標は、少なくとも約９９．９％の緻密度を有する緻密化構成要素を得ることである。

前述した射出成形法は、流体を輸送することができるあらゆる構成要素を製作するために使用することができるが、１つの実施形態では、本方法を使用して、図１にその全体を示すような燃料ノズル１０を製作することができる。燃料ノズル１０は、燃料供給導管１２と分配器リング１４とを含むことができる。

図２に転じると、燃料供給導管１２は、少なくとも１つのパイロット空洞１６と少なくとも１つのメイン空洞１８とを含むことができ、これら各空洞は、射出成形工程中に前述した中子を使用して製作される。本明細書で全体を通して使用する場合、「少なくとも１つの」という表現は、１つ及び１つよりも多いの両方を含む。パイロット空洞１６及びメイン空洞１８は各々一般的に、直線状、非直線状又はそれらの幾つかの組合せとすることができる。１つの実施形態では、図２に示すように、メイン空洞１８は、右側メイン空洞２０と左側メイン空洞２２とに分岐することができる。パイロット空洞１６及びメイン空洞１８の数又は配向に関係なく、燃料供給導管１２内にある全ての空洞は、少なくとも約０．０２ｃｍの距離Dだけ互いに離間されるのが望ましい。空洞を少なくとも約０．０２cmだけ間隔を置いて配置することは、これらの空洞を形成する中子が製作中に構成要素材料によって十分に囲まれることを保証するのを助け、そのことは、完成構成要素において漏れを防止するのを助けることができる。

少なくとも１つのパイロット空洞１６及び少なくとも１つのメイン空洞１８に対して作動可能に結合することができる分配器リング１４は、それから外向きに延びる少なくとも１つの噴射ポスト２４を有することができる。図２に示す実施形態では、分配器リング１４は複数の噴射ポスト２４を含み、これら複数の噴射ポスト２４は、そこで燃料が空気と混合して燃焼を生じるミキサ空洞内に燃料が噴射されるまで、燃料速度を維持するのを助けることができる。本明細書に記載した金属射出成形法は、中子の使用を含むので、噴射ポスト２４は、分配器リング１４と一体形にすることができる。より具体的には、噴射ポスト２４を有する分配器リング１４を射出成形するのに先立って、分配器リング１４及び噴射ポスト２４内に通路（図示せず）を形成するために、前述したように１つ又はそれ以上の中子を鋳型内に宙吊りにすることができる。この構成は、分配器リングを製造しかつその後１つ又はそれ以上の噴射ポストを手動的に取付ける現在の方法とは異なり、分配器リング１４を噴射ポスト２４と一体形に成形することを可能にする。

１つの実施形態では、前に詳述した金属射出成形法を使用して、この方法のブラウン構成要素部分を貫通して燃料供給導管１２と分配器リング１４とを別個に製作することができる。燃料供給導管１２及び分配器リング１４が製作の間に互いに固定されて燃料ノズル１０を形成するように、ブラウン燃料供給導管及びブラウン分配器リングは次に、焼結及び任意選択的なヒッピング工程の実行に先立って、図３に示すように分配器リングの少なくとも１つの対応する入口１３内に該ブラウン燃料供給導管を挿入することによって互いに結合することができる。燃料供給導管１２及び分配器リング１４のこの恒久的結合は、ロウ付け継手の使用を排除しかつこの継手から生じる可能性がある漏れの可能性を減少させることができる。

分配器リング１４はまた、後方熱シールド２８に結合された前方熱シールド２６によって囲むことができ、これら両シールドは、図３に示すように、分配器リング１４の周りに断熱ギャップ３０を形成することができる。前方熱シールド２６及び後方熱シールド２８は、例えばＩｎｃｏｎｅｌ７１８で構成することができ、例えば鋳造法、金属射出成形法又はその他の機械加工法のような当業者に公知の様々な方法のいずれかを用いて製作することができる。熱シールド２６、２８は、燃料分配器リング１４の周りで互いにロウ付けすることができる。ギャップ３０は、燃料ノズル１０内の空洞を通って流れる高温空気から燃料を断熱し、それによって、燃料が高温になり過ぎるのをまたコークス化されるのを防止する助けをする。

燃料ノズル１０はさらに、図４に示すような少なくとも１つのパイロット噴射器３２を含むことができる。一般的に、パイロット噴射器３２は、パイロット空洞１６に対して作動可能に結合することができ、パイロット空洞１６において、パイロット噴射器３２は、エンジンの点火のためのメイン燃料供給源として働くことができる。パイロット噴射器３２は一般的に、燃料供給導管１２に対してロウ付けすることができる機械加工部品とすることができる。１つの実施形態では、パイロット噴射器３２は、燃料供給導管１２と同じ材料で作ることができる。

正確な構成に関わりなく、燃料ノズルは、該燃料ノズルがその中に配置されるエンジン３４に対して、図５に示すように軸方向にか又は図６に示すように円周方向にかのいずれかの方向に配向することができる。軸方向の配向は、ノズル１０の重量及び寸法の低減を助けることができるので望ましいが、しかしながら、ノズル１０は、部品寿命要件を満たすのに十分なほど低い熱応力を有しなくてはならないことは、当業者には分かるであろう。円周方向の配向は、ノズル１０に加わる熱応力を低下させることができるので望ましい。いずれの配向も、本明細書に記載した実施形態と組合せて使用するのに許容可能である。

本明細書の記述は、最良の形態を含む幾つかの実施例を使用して本発明を開示し、またあらゆる当業者が本発明を製作しかつ使用することを可能にしている。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定まるものであり、また当業者が想起するその他の実施例も含むことができる。そのようなその他の実施例は、それら実施例が特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合或いはそれら実施例が特許請求の範囲の文言と本質的でない違いを有する均等な構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になることを意図している。

本明細書の記述による燃料ノズルの１つの実施形態の概略図。本明細書の記述による、分岐メイン空洞と複数の噴射ポストとを有する燃料ノズルの１つの実施形態の概略図。本明細書の記述による、熱シールドによって囲まれかつ断熱ギャップを有する燃料ノズルの１つの実施形態の概略断面図。本明細書の記述による、パイロット噴射器を有する燃料ノズルの１つの実施形態の概略図。本明細書の記述による、軸方向配向式燃料ノズルを有するガスタービンエンジンの１つの実施形態の概略部分断面図。本明細書の記述による、円周方向配向式燃料ノズルを有するガスタービンエンジンの１つの実施形態の概略部分断面図。

符号の説明

１０燃料ノズル
１２燃料供給導管
１３分配器リング入口
１４分配器リング
１６パイロット空洞
１８メイン空洞
２０右側メイン空洞
２２左側メイン空洞
２４噴射ポスト
２６前方熱シールド
２８後方熱シールド
３０断熱ギャップ
３２パイロット噴射器
３４ガスタービンエンジン
D 少なくとも０．０２ｃｍの距離

Claims

液体を輸送することができる構成要素を製造する方法であって、
鋳型を準備するステップと、
中子材料で作られた少なくとも１つの中子を前記鋳型内に配置するステップと、
構成要素材料を前記中子の周りで前記鋳型内に射出して、グリーン構成要素を生成するステップと、
前記グリーン構成要素を加熱して前記中子を焼失させかつ内部に少なくとも１つの空洞を有するブラウン構成要素を生成するステップと、
前記ブラウン構成要素を焼結して、前記少なくとも１つの空洞を通して液体を輸送することができる完成構成要素を生成するステップと、
前記完成構成要素をヒッピングして、９９．９％の緻密度を有する緻密化構成要素を生成ステップと、
を含む方法。
前記中子材料が、ＳＬAタイプの樹脂類、ポリカーボネート類、ポリプロピレン及びそれらの組合せから成る群から選ばれる、請求項１記載の方法。
前記グリーン構成要素を３００°Ｆ（１４８℃）の温度まで加熱しかつその温度を１時間一定に保持するステップと、
５分間かけて温度を３２５°Ｆ（１６２℃）まで上昇させかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
５分間かけて温度を３５０°Ｆ（１７６℃）まで上昇させかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
５分間かけて温度を３７５°Ｆ（１９０℃）まで上昇させかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
５分間かけて温度を４００°Ｆ（２０４℃）まで上昇させかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
５分間かけて温度を４２５°Ｆ（２１８℃）まで上昇させかつその温度を６〜７時間一定に保持するステップと、
を含む、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の方法。
前記完成構成要素が、燃料供給導管と燃料分配器リングとを含む燃料ノズルである、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載の方法。
前記ブラウン構成要素を７００°Ｆ（３７０℃）〜２３００°Ｆ（１２６０℃）の温度範囲で焼結するステップを含む、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４のいずれか１項記載の方法。
前記液体が、可燃性液体ジェット燃料である、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の方法。
非直線状中子を利用するステップを含む、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の方法。
互いに少なくとも０．０２ｃｍの距離だけ離間された複数の非直線状中子を利用するステップを含む、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７のいずれか１項記載の方法。
液体を輸送することができる構成要素を製造する方法であって、
鋳型を準備するステップと、
ＳＬAタイプの樹脂類、ポリカーボネート類、ポリプロピレン及びそれらの組合せから成る群から選ばれた中子材料で作られた複数の非直線状中子を前記鋳型内に配置するステップと、
ニッケル基合金類、コバルト基合金類及びそれらの組合せから成る群から選ばれた構成要素材料を前記中子の周りで前記鋳型内に射出して、グリーン構成要素を生成するステップと、
前記グリーン構成要素を１５０°F（６５℃）〜５００°F（２６０℃）の温度範囲に加熱して前記中子を焼失させかつ内部に複数の非直線状空洞を有するブラウン構成要素を生成するステップと、
前記ブラウン構成要素を７００°F（３７０℃）〜２３００°F（１２６０℃）の温度範囲で焼結して、燃料供給導管と燃料分配器リングとを含む燃料ノズルであり、９５％〜９９％の緻密度を有しかつ前記空洞を通して液体ジェット燃料を輸送することができる完成構成要素を生成するステップと、
を含む方法。
前記ブラウン構成要素を焼結するステップが、
該ブラウン構成要素を５°Ｆ（２．７℃）／分の温度上昇速度で１２００°F（６４８℃）の温度まで加熱しかつその温度を１時間一定に保持するステップと、
５°F（２．７℃）／分の速度で３００°F（１４８℃）の温度まで冷却するステップと、
５°F（２．７℃）／分の速度で１２００°F（６４８℃）の温度まで加熱しかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
５°F（２．７℃）／分の速度で３００°F（１４８℃）の温度まで冷却するステップと、
５°F（２．７℃）／分の速度で１２００°F（６４８℃）の温度まで加熱しかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
５°F（２．７℃）／分の速度で３００°F（１４８℃）の温度まで冷却するステップと、
１０°F（５℃）／分の速度で１２００°F（６４８℃）の温度まで加熱するステップと、
周囲温度まで冷却するステップと、
５°F（２．７℃）／分の速度で１５００°F（８１５℃）の温度まで加熱しかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
５°F（２．７℃）／分の速度で２０００°F（１０９３℃）の温度まで加熱しかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
３５°F（１９℃）／分の速度で２３００°F（１２６０℃）の温度まで加熱しかつその温度を２時間一定に保持するステップと、
１０°F（５℃）／分の速度で２０００°F（１０９３℃）の温度まで冷却するステップと、
無制御速度で１２００°F（６４８℃）以下の温度まで冷却するステップと、を含む、
請求項９記載の方法。