GE通過3D打印燃料噴射器和冷卻系統(tǒng)專利獲批

工人師_OgIOQ

GE要做金屬3D打印領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者的勢(shì)頭強(qiáng)烈,，2017年新年伊始,，1月17日GE獲得批準(zhǔn)的專利中，公開了用于制造渦輪機(jī)部件上的應(yīng)變傳感器的方法,。緊接著,，GE于1月24日又獲批專利，內(nèi)容包括燃料噴射器主體和冷卻系統(tǒng)的制造技術(shù),。 通過自身下游的應(yīng)用發(fā)展研究來深化對(duì)3D打印技術(shù)的理解和駕馭能力,，無論是資金方面還是know-how方面，GE在增材制造領(lǐng)域積累的能量將為其插上新的飛翔翅膀,。 燃?xì)廨啓C(jī)一般包括壓縮機(jī)部分,、具有燃燒器的燃燒部分和渦輪部分。壓縮機(jī)部分逐漸增加工作流體的壓力,，以便向燃燒部分提供壓縮的工作流體,。燃料被注入壓縮工作流體中以形成可燃混合物。
可燃混合物在燃燒室內(nèi)燃燒以產(chǎn)生具有高溫,、壓力和速度的燃燒氣體,。較高的燃燒氣體溫度可以提高燃燒器的熱力學(xué)效率。較高的燃燒氣體溫度可提高雙原子氮的分解率,，相反,，較低的燃燒氣體溫度普遍降低了燃燒氣體的化學(xué)反應(yīng)速率，從而增加生產(chǎn)的一氧化碳（CO）和未燃燒的碳?xì)浠�合物（UHCS）在燃燒室的停留時(shí)間,。
為了平衡燃燒器的整體排放性能和熱效率,，某些燃燒器設(shè)計(jì)包括多個(gè)燃料噴射器，該燃料噴射器布置在襯墊周圍,，并且通常從主燃燒區(qū)下游定位,。燃料噴射器一般通過襯墊徑向延伸，以將流體連通到燃燒氣體流場(chǎng)中,。
( B3 E% p  f& L& j/ D/ J7 U5 {為了克服燃燒氣體流場(chǎng)中燃燒氣體的高動(dòng)量,，必須通過噴油器引導(dǎo)大量壓縮空氣以將燃料充分推入燃燒氣流中。燃料必須在相對(duì)較高的壓力下供給,，以充分推動(dòng)燃料進(jìn)入燃燒氣體流場(chǎng),。
; R6 r, b* L8 e* h解決這些問題的當(dāng)前解決方案包括將燃料噴射器的少一部分通過襯里向內(nèi)徑延伸到燃燒氣體流場(chǎng)中。然而,，這種方法將燃料噴射器暴露在熱燃燒氣體中,，可能會(huì)影響組件的機(jī)械壽命和導(dǎo)致燃料焦炭積累。GE改進(jìn)了用于將燃料噴射器延伸到燃燒氣體流場(chǎng)中的冷卻系統(tǒng),。 GE于2017年1月24日獲批的專利包括燃料噴射器主體,，包括確定主體包括冷卻通道的三維建模信息,，將三維建模切分成多個(gè)切片橫斷層，并通過電子束融化技術(shù)將各層融化凝固起來,，從而制造出燃料噴射器主體,。
GE獲批的專利還包括用于冷卻延伸到燃燒氣體流場(chǎng)的燃料噴射器的系統(tǒng)。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究,，該系統(tǒng)包括通過燃燒室限定燃燒氣流路徑的襯里,、通過襯里延伸的燃料噴射器開口和燃料噴射器。 噴油器主體采用直接激光融化（DMLS）或電子束熔化EBM技術(shù)制造,。激光熔化增材制造工藝允許更復(fù)雜冷卻通道模式,，這樣的通道幾乎無法通過傳統(tǒng)的制造方法制造。此外,，增材制造減少潛在的泄漏和其他潛在的不良影響,，例如通過傳統(tǒng)方法需要有多個(gè)組件釬焊或結(jié)合在一起以形成冷卻通道，這不僅僅增加了工藝的復(fù)雜性和程序,，還帶來了潛在的質(zhì)量隱患,。
7 m/ A& s3 q; v$ n  b7 c通過激光融化技術(shù)，每層的尺寸在0.0005英寸到大約0.001英寸之間,。GE在該專利中所使用的是（但不限于）EOSINT™ M 270 , 以及PHENIX PM250, 或者EOSINT™ M 250 ,。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)研究，GE所采用的金屬粉粉末成分中含有鈷鉻,，例如（但不限于）HS1888和INCO625,。金屬粉末的粒徑大約在10微米到74微米之間,，最好是在大約15微米和大約30微米之間,。