本发明专利技术公开了一种集成燃烧器喷嘴(100)，该集成燃烧器喷嘴包括在内衬套部段(106)和外衬套部段(108)之间径向延伸的燃烧衬套(110)。燃烧衬套(110)包括前端部分(112)、后端部分(114)、第一侧壁(116)和第二侧壁(118)。该集成燃烧器喷嘴(100)还包括定位在腔体(126)内的冲击冷却设备(300)。冲击冷却设备(300)包括凸缘(310，311)。冲击冷却设备(300)还包括多个冲击构件(302)，该多个冲击构件各自从限定在凸缘(310，311)中的相应开口(313)延伸到相应闭合端(312)。每个冲击构件(302)限定多个冲击孔(304)，该多个冲击孔引导空气冲击在第一侧壁(116)和第二侧壁(118)中的一者上。冲击冷却设备(300)还包括支座(356，358)，该支座从多个冲击构件(302)中的每个冲击构件(302)延伸。支座(356，358)将多个冲击构件(302)中的每个冲击构件(302)与周围表面间隔开。构件(302)与周围表面间隔开。构件(302)与周围表面间隔开。
【技术实现步骤摘要】
冲击冷却设备支撑结构及制造方法
[0001]本公开整体涉及用于气体涡轮引擎的集成燃烧喷嘴。更具体地，本公开涉及用于集成燃烧喷嘴的各种冷却部件。
[0002]关于联邦资助的研究或开发的声明
[0003]本专利技术是在美国能源部授予的合同号DE
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FE0023965下通过政府支持完成的。政府对本专利技术享有一定的权利。
技术介绍
[0004]涡轮机用于各种工业和应用中以用于能量传递目的。例如，气体涡轮引擎通常包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。压缩机区段逐渐增加进入气体涡轮引擎的工作流体的压力，并且将该压缩的工作流体供应到燃烧区段。经压缩的工作流体和燃料(例如，天然气)在燃烧区段内混合并在燃烧室中燃烧以生成高压和高温燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段流入涡轮区段，在该涡轮区段中燃烧气体膨胀以做功。例如，涡轮区段中燃烧气体的膨胀可使连接到例如发电机的转子轴旋转以产生电力。然后燃烧气体经由排气区段离开气体涡轮。
[0005]在许多涡轮机燃烧器中，燃烧气体通过至少部分地由燃烧衬套限定的热气体路径朝向气体涡轮的涡轮区段的入口传送，该燃烧衬套从燃料喷嘴向下游延伸并终止于涡轮区段的入口处。因此，涡轮区段内的高燃烧气体温度通常对应于燃烧气体与涡轮之间更大的热能和动能传递，从而增强涡轮机的总体功率输出。然而，高燃烧气体温度可导致燃烧器的各种部件的腐蚀、蠕变和/或低循环疲劳，从而限制其总体耐久性。
[0006]因此，有必要冷却燃烧器的部件，这通常通过将冷却介质(诸如来自压缩机区段的压缩工作流体)传送至燃烧衬套的各个部分来实现。然而，利用来自压缩机区段的大部分压缩工作流体可能不利地影响涡轮机的总体操作效率，因为这减少了涡轮区段中使用的工作流体的量。
[0007]因此，本领域中期望一种用于冷却涡轮机燃烧器的改进的系统。具体地，一种有效利用来自压缩机的压缩工作流体的系统将是有用的。
技术实现思路
[0008]根据本公开的组件和方法的各方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过该技术的实践来学习。
[0009]根据一个实施方案，提供了一种集成燃烧器喷嘴。集成燃烧器喷嘴包括在内衬套部段和外衬套部段之间径向延伸的燃烧衬套。燃烧衬套包括前端部分、后端部分、第一侧壁和第二侧壁。该燃烧衬套的该后端部分限定涡轮喷嘴。燃烧衬套限定涡轮喷嘴前方的腔体。腔体在第一侧壁和第二侧壁之间延伸。集成燃烧器喷嘴还包括定位在腔体内的冲击冷却设备。冲击冷却设备包括凸缘。冲击冷却设备还包括多个冲击构件，该多个冲击构件各自从限定在凸缘中的相应开口延伸到相应闭合端。每个冲击构件限定多个冲击孔，该多个冲击孔
引导空气冲击在第一侧壁和第二侧壁中的一者上。冲击冷却设备还包括从多个冲击构件中的每个冲击构件延伸的支座。支座将多个冲击构件中的每个冲击构件与周围表面间隔开。
[0010]根据另一个实施方案，提供了一种涡轮机。涡轮机包括压缩机和设置在压缩机下游的压缩机排放壳体。涡轮机还包括设置在压缩机排放壳体下游的涡轮。涡轮机还包括环形燃烧系统，该环形燃烧系统设置在压缩机排放壳体内，该环形燃烧系统包括围绕气体涡轮的轴向中心线以环形阵列设置的多个集成燃烧器喷嘴。每个集成燃烧喷嘴包括在内衬套部段和外衬套部段之间径向延伸的燃烧衬套。燃烧衬套包括前端部分、后端部分、第一侧壁和第二侧壁。该燃烧衬套的该后端部分限定涡轮喷嘴。燃烧衬套限定涡轮喷嘴前方的腔体。腔体在第一侧壁和第二侧壁之间延伸。集成燃烧器喷嘴还包括定位在腔体内的冲击冷却设备。冲击冷却设备包括凸缘。冲击冷却设备还包括多个冲击构件，该多个冲击构件各自从限定在凸缘中的相应开口延伸到相应闭合端。每个冲击构件限定多个冲击孔，该多个冲击孔引导空气冲击在第一侧壁和第二侧壁上。冲击冷却设备还包括从多个冲击构件中的每个冲击构件延伸的支座。支座将多个冲击构件中的每个冲击构件与周围表面间隔开。
[0011]根据另一个实施方案，提供了一种用于制造冲击冷却设备的方法。该方法包括照射粉末床中的粉末层以形成熔融区域的步骤。该粉末床设置在构建板上。该方法还包括通过使涂布器臂从该粉末床的第一侧经过该粉末床而在该粉末床上提供后续粉末层的步骤。该方法还包括重复该照射步骤和提供步骤，直到在该构建板上形成该冲击冷却设备。冲击冷却设备包括靠近构建板定位的凸缘。冲击冷却设备还包括多个冲击构件，该多个冲击构件各自从限定在凸缘中的相应开口延伸到相应闭合端。每个冲击构件限定多个冲击孔。冲击冷却设备还包括从多个冲击构件中的每个冲击构件延伸的冲击壁支座和侧壁支座。冲击壁支座被制造成具有多余材料。
[0012]参照以下描述和所附权利要求，本组件和方法的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。结合到本说明书中并构成其一部分的附图示出了本技术的实施方案，并与描述一起用于解释本技术的原理。
附图说明
[0013]本说明书中参考附图阐述了涉及本领域的普通技术人员的本专利技术组件的完整且能够实现的公开内容，包括制造和使用本专利技术的系统和方法的最佳模式，其中：
[0014]图1是根据本公开的实施方案的涡轮机的示意图；
[0015]图2是根据本公开的实施方案的涡轮机的示例性燃烧区段的上游视图；
[0016]图3是根据本公开的实施方案的从第一侧观察的集成燃烧器喷嘴的透视图；
[0017]图4是根据本公开的实施方案的从第二侧观察的集成燃烧器喷嘴的透视图；
[0018]图5是根据本公开的实施方案的集成燃烧器喷嘴的透视图，该集成燃烧器喷嘴被示出为具有分解开的各种冷却部件；
[0019]图6是根据本公开的实施方案的沿着涡轮机的径向方向的集成燃烧器喷嘴的示意性截面视图；
[0020]图7是根据本公开的实施方案的集成燃烧器喷嘴的外衬套部段的一部分的放大截面视图；
[0021]图8是根据本公开的实施方案的集成燃烧器喷嘴的内衬套部段的一部分的放大截
面视图；
[0022]图9是根据本公开的实施方案的沿着与集成燃烧器喷嘴的其他部件隔离的两个冲击面板和冷却插件的径向方向R的平面视图；
[0023]图10是根据本公开的实施方案的沿涡轮机的轴向方向A的冲击面板的面板部段的截面视图；
[0024]图11是根据本公开的实施方案的沿着涡轮机的径向方向R的图10所示面板部段的平面视图；
[0025]图12是根据本公开的实施方案的面板部段的截面透视图；
[0026]图13是根据本公开的实施方案的沿着中心轴线的图10至图12所示面板部段的第一端的平面视图；
[0027]图14是根据本公开的实施方案的沿着中心轴线的图10至图12所示面板部段的第二端的平面视图；
[0028]图15是根据本公开的实施方案的用于生成对象的增材制造系统的示意性视图/框图；
[0029]图16是根据本公开的实施方案的用于制造冲击面板的方法的流程图；
[0030]图17是根据本公开的实施方案的冲击冷却设备的透视图，该冲击冷却设备与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种集成燃烧器喷嘴(100)，包括：燃烧衬套(110)，所述燃烧衬套在内衬套部段(106)和外衬套部段(108)之间径向延伸，所述燃烧衬套(110)包括前端部分(112)、后端部分(114)、第一侧壁(116)和第二侧壁(118)，所述燃烧衬套(110)的所述后端部分(114)限定涡轮喷嘴(120)，所述燃烧衬套(110)限定所述涡轮喷嘴(120)前方的腔体(126)，其中所述腔体(126)在所述第一侧壁(116)和所述第二侧壁(118)之间延伸；冲击冷却设备(300)，所述冲击冷却设备定位在所述腔体(126)内，所述冲击冷却设备(300)包括：凸缘(310，311)；多个冲击构件(302)，所述多个冲击构件各自从限定在所述凸缘(310，311)中的相应开口(313)延伸到相应闭合端(312)，每个冲击构件(302)限定多个冲击孔(304)，所述多个冲击孔引导空气冲击在所述第一侧壁(116)和所述第二侧壁(118)中的一者上；和支座(356，358)，所述支座从所述多个冲击构件(302)中的每个冲击构件(302)延伸，所述支座(356，358)将所述多个冲击构件(302)中的每个冲击构件(302)与周围表面间隔开。2.根据权利要求1所述的集成燃烧器喷嘴(100)，其中所述多个冲击构件(302)中的每个冲击构件(302)包括冲击壁(314)、与所述冲击壁(314)间隔开的实心壁(316)、在所述冲击壁(314)和所述实心壁(316)之间延伸的第一实心侧壁(328)以及在所述冲击壁(314)和所述实心壁(316)之间延伸的第二实心侧壁(330)。3.根据权利要求2所述的集成燃烧器喷嘴(100)，其中所述支座(356，358)包括侧壁支座(356，358)，并且其中所述侧壁支座(356，358)从冲击构件的所述第一实心侧壁(328)延伸并且将其联接到相邻冲击构件的所述第二实心侧壁(330)。4.根据权利要求2所述的集成燃烧器喷嘴(100)，其中所述支座(356，358)包括冲击壁(314)支座(356，358)，并且其中每个冲击壁(314)支座(356，358)从所述多个冲击构件(302)中的一个冲击构件的冲击壁(314)延伸并接触所述燃烧衬套(110)的所述第一侧壁(116)或所述第二侧壁(118)中的一者。5.根据权利要求2所述的集成燃烧器喷嘴(100)，其中所述支座(356，358)包括侧壁支座(356，358)和冲击壁(314)支座(356，358)，并且其中至少一个侧壁支座(356，358...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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