[發明專利]用于裝入燃燒器中的具有空氣通道系統和燃料通道系統的燃燒器尖部及其制造方法

有效

• 申請號: 201780078736.2
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN110088533B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: C.霍克利;C.基納;A.克羅策;Y.庫斯特斯;M.薩爾謝爾
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: F23R3/28
• 分類號: F23R3/28;F23D14/22
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 任麗榮

本發明涉及一種燃燒器尖部(19)，所述燃燒器尖部適合使用在例如燃氣輪機中的導引燃燒器中。本發明還涉及一種用于通過增材制造工藝、如選擇性激光熔化制造燃燒器尖部(19)的方法。按照本發明規定，燃燒器尖部(19)的壁(25)的一部分多孔式地設有孔或者設計為空間柵格，其中，來自空氣通道的空氣可以被運輸通過空間柵格中的間隙或者開放的孔。空氣由此可以冷卻燃燒器尖部(19)的材料，這實現了更低的熱負荷。壁結構(25)可以在多個層(26、27、28)中構造具有不同的多孔性或者不同的柵格結構。

技術領域

本發明涉及一種用于裝入燃燒器中的燃燒器尖部，其中，所述燃燒器尖部具有朝向燃燒器尖部的周圍環境開放的空氣通道系統和朝向燃燒器尖部的周圍環境開放的燃料通道系統。因此，燃燒器尖部在其表面上具有開口，所述開口形成了空氣通道系統和燃料通道系統與燃燒器尖部的周圍環境的連接。在此，燃燒器尖部的周圍環境例如通過燃燒室構成，在所述燃燒室中燃燒通過燃料通道系統輸送的燃料。所述燃燒室例如可以布置在燃氣輪機中。

本發明還涉及一種用于制造具有上述結構的燃燒器尖部的方法。

背景技術

本文開頭所述構造方式的燃燒器尖部例如由專利文獻EP 2196733A1已知。在所述專利文獻中描述的燃燒器尖部例如可以使用在燃氣輪機中，其中，燃燒器尖部形成燃燒器槍的處于下游的端部，所述燃燒器槍布置在用于助燃空氣的主通道中。燃燒器尖部構造為雙層壁式，其中，外壁形成隔熱屏，其應使所形成的燃燒熱量遠離內壁。因此，在外壁與內壁之間布置有空腔、也就是環形腔，其為了冷卻目的可以通過開口供空氣流通。隔熱屏在所述實施形式中必須設計用于承受由于在連接于之后的燃燒室中進行的燃燒產生的熱負荷。因此，燃燒器尖部的外壁是對燃燒器尖部的使用壽命的限制性因素。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，對本文開頭所述類型的燃燒器尖部進行擴展設計，從而改進構件的使用壽命。本發明所要解決的技術問題還在于，提供一種用于制造這種燃燒器尖部的方法。

該技術問題按本發明通過本文開頭所述的燃燒器尖部由此解決，即作為空氣通道系統的部分的空氣通道在燃燒器尖部的中央延伸并且這個中央的空氣通道由開放式多孔的和/或設計為空間柵格的壁結構包圍，其中，處于壁結構中的孔(在開放式多孔的壁結構中)和/或柵格間隙(在設計為空間柵格的壁結構中)在空氣通道與燃燒器尖部的周圍環境之間形成連接。因此，所述連接是向燃燒器尖部的周圍環境導引的空氣通道系統的部分。這對于孔通過以下方式實現，即壁結構是開放式多孔的，也就是所述孔形成通道，所述通道在空氣通道系統中有利于空氣的運輸。這也適用于柵格間隙，所述柵格間隙這樣相互連接，從而形成了作為空氣通道系統的部分的向外的空氣路徑。

通過壁結構的構造產生的優點是，用于將熱量從燃燒器尖部的周圍環境中熱傳遞到在空氣通道系統中流動的空氣中的表面增大。這產生了對流冷卻，因此引入的熱量在通過壁結構傳遞到空氣中之后又被排出。

另一有利的冷卻效果通過以下方式實現，即壁結構通過孔或者柵格間隙在燃燒器尖部的表面上提供了大量的小開口，空氣從所述小開口流出到燃燒器尖部的周圍環境中。在該處形成空氣罩，盡管空氣已經在壁結構中一定程度地升溫，但空氣罩的溫度還總是低于燃燒室中的燃燒溫度。所形成的空氣罩由此有利地形成絕熱層并且減少了熱量引入并且由此有利地附加減少了燃燒器尖部的熱負荷。