[发明专利]用于燃烧器的具有空气通道系统和燃料通道系统的燃烧器尖部和制造该燃烧器尖部的方法

说明书

本发明涉及一种用于点火燃烧器的燃烧器尖部(19)，所述点火燃烧器例如可以用于燃气轮机中。此外本发明涉及一种用于例如通过选择性激光熔化增材式地制造这种燃烧器尖部(19)的方法。燃烧器尖部(19)具有中央空气通道(20)和用于燃料的环形通道(22)。按照本发明，空气通过空气通道(20)导入由燃烧器尖部(19)的外壁(28)和内壁(29)构成的环形空间(26)中。所述环形空间按照本发明具有例如形式为柱状结构的导热结构(27)，所述导热结构将热量从外壁(28)导引至环形空间(26)中，所述热量能够在所述环形空间中被流动的空气吸收。由此形成了使燃烧器尖部(19)的热载荷降低的冷却效果。此外，空气有利地通过流通开口(31)导引通过外壁(28)，从而在燃烧器尖部(19)的表面上形成冷却的空气罩。

本发明涉及一种用于安装在燃烧器中的燃烧器尖部，其中，所述燃烧器尖部具有向所述燃烧器尖部的周围环境开放的空气通道系统和向所述燃烧器尖部的周围环境开放的燃料通道系统。燃烧器尖部在此双层壁式地设计具有内壁和外壁以及位于所述内壁和外壁之间的环形空间，其中，所述环形空间构成空气通道系统的部分，即所述空气通道系统在对燃烧器尖部的周围环境打开之前导引穿过环形空间。燃烧器尖部由此在其表面上具有开口，所述开口实现了空气通道系统和燃料通道系统与燃烧器尖部的周围环境的连接。燃烧器尖部的周围环境在此例如由燃烧室构成，通过燃料通道系统输送的燃料在所述燃烧室中燃烧。该燃烧室例如可以布置在燃气轮机中。

本发明还涉及一种用于制造具有上述结构的燃烧器尖部的方法。

例如由专利文献EP 2 196 733 A1已知本文开头所述构造方式的燃烧器尖部。其中描述的燃烧器尖部例如可以在燃气轮机中使用，其中，所述燃烧器尖部构成燃烧器喷管的位于下游的端部，所述燃烧器喷管布置在用于助燃空气的主通道中。燃烧器尖部双层壁地构造，其中，外壁构成应当使产生的燃烧热远离内壁的隔热屏。因此在外壁和内壁之间布置有环形的空腔、即环形空间，出于冷却的目的，所述环形空间能够通过开口被空气流动穿过。隔热屏在所述的实施方案中必须设计为能够承受由于在连接于之后的燃烧室中进行的燃烧而产生的热负荷。因此，燃烧室喷嘴的外壁是限制所述燃烧室喷嘴的使用寿命的因素。

本发明所要解决的技术问题在于，这样扩展设计本文开头所述类型的燃烧器尖部，使得构件的使用寿命得到改善。本发明所要解决的技术问题还在于，提供用于制造这种燃烧器尖部的方法。

所述技术问题按照本发明通过本文开头所述的燃烧器尖部这样解决，即在外壁上安设有突伸入环形空间中的导热结构。因此，与平坦的表面相比，该导热结构(在环形空间这侧上)增大了外壁的可供热传递使用的表面。与本发明相关地，外壁应当指将环形空间与燃烧器尖部的周围环境分开的结构。所述外壁具有分别朝向外部和朝向内部指向的壁表面。同样地，内壁理解为将环形空间与燃烧器尖部的内部结构(例如中央空气通道)分开的结构。内壁也提供了指向环形空间的壁面和与该壁面对置的壁面。

只要导热结构的设计形式与外壁的光滑壁面相比在环形空间中造成了表面的增大，所述导热结构就可以在几何方面不同地设计。表面的增大有利地实现了从外壁向环形空间中的更快的热传递，这些热量能够在所述环形空间中被流动的空气吸收。由此能够有利地实现改善的冷却效果，所述冷却效果使得外壁的热载荷更低。由此能够降低外壁的热载荷并且因此延长燃烧器尖部的使用寿命。

导热结构有利地具有将外壁与内壁相互连接的几何结构。由此能够附加地增大用于热传递的表面，因为热量也能够通过导热结构从外壁导入内壁中。内壁能够有利地通过限定环形空间的壁表面向空气排放热量。此外可行的是将热量排出至燃烧器尖部的剩余部分中，其中，所述燃烧器尖部由此均匀地升温。以此方式能够降低内壁和外壁之间的热应力，这附加地有助于延长使用寿命。

按照本发明的一种特别的设计方案可以规定，导热结构与内壁和外壁设计成一件式或者说设计在一个部件中。由此能够有利地改善导热结构和内壁之间的热传导，从而进一步有利地提高降低对外壁的热载荷的已经描述的效果。此外，以此方式有利地产生了外壁和内壁之间在机械上特别稳定的结合。