KR20190108126A - A burner tip having an air channel structure and a fuel channel structure for a burner and a method for manufacturing the burner tip - Google Patents
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Abstract
본 발명은 버너(11) 내에 설치를 위한 버너 팁(19)이며, 버너 팁(19)은 연소 챔버(BR)에 대면하는 표면(OF), 표면(OF)에 이어지고 공기 채널(20)을 형성하는 공기 채널 구조체(21), 및 표면(OF)에 이어지는 연료 채널 구조체(32)를 갖고, 연료 채널 구조체(32)는 버너 팁(19)이 동작 중일 때 연료 채널(33)을 통해 유동하는 연료에 의해 버너 팁(19)의 표면 영역(OFB)을 냉각하기 위해, 표면(OF)에 평행한 제1 방향을 따라 버너 팁(19)의 표면 영역(OFB)에서 연장하고, 이어서 적어도 부분적으로, 제1 방향(1R)과는 상이한 제2 방향(2R)을 따라 표면 영역(OFB)에서 후방 연장하는 연료 채널(33)을 형성한다.The present invention is a burner tip 19 for installation in the burner 11, which burner tip 19 is followed by a surface OF facing the combustion chamber BR, a surface OF and forming an air channel 20. Air channel structure 21 and a fuel channel structure 32 that follows the surface OF, which fuel flows through the fuel channel 33 when the burner tip 19 is in operation. Extends in the surface area OFB of the burner tip 19 along a first direction parallel to the surface OF, in order to cool the surface area OFB of the burner tip 19 by The fuel channel 33 extends rearwardly in the surface area OFB along a second direction 2R different from the first direction 1R.
Description
본 발명은 바람직하게는 가스 터빈 내의 버너를 위한, 공기 채널 구조체 및 연료 채널 구조체를 갖는 버너 팁(burner tip)에 관한 것이다. 더욱이, 버너 팁을 제조하기 위한 방법, 바람직하게는 적층 방법(additive method)이 설명된다.The present invention preferably relates to a burner tip having an air channel structure and a fuel channel structure, for a burner in a gas turbine. Moreover, a method, preferably an additive method, for producing a burner tip is described.
버너 팁은 유동 기계(flow machine), 바람직하게는 가스 터빈의 고온 가스 경로에 사용을 위해 바람직하게 제공된다. 구성요소는 더욱이 바람직하게는 니켈계 합금 및/또는 초합금, 특히 니켈계 또는 코발트계 초합금을 포함한다. 합금은 석출-경화되거나 석출-경화 가능할 수도 있다.The burner tip is preferably provided for use in a hot machine path of a flow machine, preferably a gas turbine. The component further preferably comprises a nickel-based alloy and / or a superalloy, in particular a nickel- or cobalt-based superalloy. The alloy may be precipitation-cured or precipitation-curable.
상기에 나타낸 구조의 버너 팁은 예를 들어, EP 2 196 733 A1호로부터 공지되어 있다. 거기에 설명된 버너 팁은 예를 들어, 가스 터빈에 사용될 수 있는데, 여기서 버너 팁은 연소 공기를 위한 주 채널(main channel)에 배열된 버너 랜스(lance)의 하류 단부를 형성한다. 버너 팁은 이중 벽 디자인을 갖는데, 여기서 외부벽은 생성된 연소열을 내부벽으로부터 이격하여 유지하도록 의도된 열 차폐부(heat shield)를 생성한다. 따라서 환형 공동(cavity), 달리 말하면 환형 공간이 외부벽과 내부벽 사이에 배열되고, 이 공동은 냉각의 목적으로 개구를 거쳐 공기로 관통 유동될 수 있다. 설명된 실시예에서, 열 차폐부는 하류 연소 챔버 내에서 발생하는 연소에 의해 유발되는 열 응력을 견디도록 설계되어야 한다. 따라서, 버너 팁의 외부벽은 버너 팁의 사용 수명에 대한 제한 인자를 나타낸다.Burner tips of the structure shown above are known, for example, from EP 2 196 733 A1. The burner tips described therein can be used, for example, in gas turbines, where the burner tips form a downstream end of a burner lance arranged in a main channel for combustion air. The burner tip has a double wall design where the outer wall creates a heat shield intended to keep the generated heat of combustion away from the inner wall. Thus an annular cavity, in other words an annular space, is arranged between the outer wall and the inner wall, which cavity can flow through the air through the opening for the purpose of cooling. In the described embodiment, the heat shield must be designed to withstand the thermal stresses caused by combustion occurring in the downstream combustion chambers. Thus, the outer wall of the burner tip represents a limiting factor on the service life of the burner tip.
본 발명의 과제는 구성요소의 사용 수명의 향상이 야기되는 방식으로 도입부에 언급된 종류의 버너 팁을 개발하는 것이다. 특히, 본 발명은 버너 팁의 향상된 냉각을 가능하게 해야 한다. 또한, 본 발명의 과제는 이 종류의 버너 팁을 제조하기 위한 방법을 특정하는 것이다.The object of the present invention is to develop a burner tip of the kind mentioned in the introduction in such a way that an improvement in the service life of the component is caused. In particular, the present invention should allow for improved cooling of the burner tip. It is also an object of the present invention to specify a method for producing burner tips of this kind.
제조는 예를 들어 로스트-코어 주조(lost-core casting)에 의해 실행될 수 있다. 그러나, 전술된 과제의 해결책에 따르면, 적층 제조 방법이 제조를 위해 사용되는 것이 특히 유리하다. 이 경우, 버너 팁은 바람직하게는 단일편으로 그리고 특히 복잡하고 그리고/또는 냉각 효과와 관련하여 최적화된 디자인을 갖고 제조될 수도 있고, 적층 제조는 특히 열전달을 위한 유리하게 큰 표면을 갖는 기하학적으로 복잡한 구조를 허용한다.Manufacturing can be carried out, for example, by lost-core casting. However, according to the solution of the aforementioned problem, it is particularly advantageous for the additive manufacturing method to be used for the production. In this case, the burner tip may preferably be produced in one piece and in particular with a complex and / or optimized design with respect to the cooling effect, and the additive manufacturing is particularly complex with geometrically advantageously large surfaces for heat transfer. Allow structure.
본 출원의 의미 내에서 적층 제조 방법은, 구성요소가 제조될 재료가 생성 중에 구성요소에 추가되는 방법을 칭하는 것으로 이해되어야 한다. 이 경우, 구성요소는 이미 자신의 최종 형태로 또는 적어도 그에 근사하는 형태로 생성된다. 구성 재료 또는 1차 재료는 바람직하게는 분말 형태이고, 적층 제조 프로세스를 통해서는 구성요소를 제조하는 데 사용된 재료가 에너지의 인가 하에 물리적으로 강화된다.Within the meaning of the present application, a method of additive manufacturing is to be understood as referring to the way in which the material from which the component is to be manufactured is added to the component during production. In this case, the component is already created in its final form or at least close to it. The constituent material or primary material is preferably in powder form, and through the additive manufacturing process, the material used to manufacture the component is physically strengthened under the application of energy.
구성요소가 제조될 수 있도록, 상기 구성요소를 기술하는 데이터(CAD 모델)가, 선택된 적층 제조 프로세스를 위해 준비된다. 생산 설비(production plant)에 대한 지시를 생성하기 위해, 데이터는 제조 프로세스에 적응된 구성요소 데이터로 변환되어, 구성요소의 연속 제조를 위해 적합한 프로세스 스테이지가 생산 설비에서 진행될 수 있게 된다. 데이터는 각각의 경우에 제조될 구성요소의 층(슬라이스)에 대한 기하학적 데이터가 제공되는 방식으로 이를 위해 준비되는데, 이는 또한 슬라이싱(slicing)이라고도 칭한다.Data describing the component (CAD model) is prepared for the selected additive manufacturing process so that the component can be manufactured. In order to generate an indication for the production plant, the data is converted into component data adapted to the manufacturing process so that a suitable process stage can be carried out at the production plant for the continuous manufacture of the component. The data is prepared for this in such a way that the geometric data for the layer (slice) of the component to be produced in each case is provided, which is also referred to as slicing.
선택적 레이저 소결(또는 SLS: selective laser sintering), 선택적 레이저 용융(또는 SLM: selective laser melting), 전자 빔 용융(또는 EBM: electron beam melting), 레이저 금속 용착(또는 LMD: laser metal deposition) 또는 가스 동적 냉연(또는 GDCS: gas dynamic cold spray)이 적층 제조의 예로서 제공될 수 있다. 이들 방법은 구조적 구성요소가 제조될 수 있는 분말 형태의 금속 재료의 가공에 특히 적합하다.Selective laser sintering (or selective laser sintering), selective laser melting (or selective laser melting), electron beam melting (or electron beam melting), laser metal deposition (or laser metal deposition) or gas dynamic Cold rolled steel (or gas dynamic cold spray) may be provided as an example of additive manufacturing. These methods are particularly suitable for the processing of metallic materials in powder form from which structural components can be produced.
SLM, SLS 및 EBM의 경우, 구성요소는 분말 베드에서 층상으로(layer-by-layer) 제조된다. 따라서, 이 방법은 또한 분말 베드-기반 적층 제조 방법이라고도 칭한다. 분말의 층은 각각의 경우에 분말 베드에서 생성되며, 이 층은 이어서 구성요소가 생성되는 이들 영역에서 에너지 소스(레이저 또는 전자 빔)에 의해 국부적으로 용융 또는 소결된다. 따라서, 구성요소는 연속적으로 층상으로 생성되고, 완성 후에 분말 베드로부터 제거될 수 있다.In the case of SLM, SLS and EBM, the components are made layer-by-layer in the powder bed. Thus, this method is also referred to as a powder bed-based additive manufacturing method. A layer of powder is in each case produced in the powder bed, which layer is then locally melted or sintered by an energy source (laser or electron beam) in these areas where the component is produced. Thus, the components are continuously layered and can be removed from the powder bed after completion.
LMD 및 GDCS의 경우, 분말 입자는 재료가 용착되는 표면에 바로 공급된다. LMD의 경우, 분말 입자는 표면 상의 타겟 지점에서 레이저에 의해 바로 용융되어 이 경우 제조될 구성요소의 층을 형성한다. GDCS의 경우, 분말 입자는 상당히 가속되므로, 주로 이들의 운동 에너지에 기인하여, 동시 변형 시에 구성요소의 표면에 부착 유지되게 된다.In the case of LMD and GDCS, the powder particles are fed directly to the surface on which the material is deposited. In the case of LMD, the powder particles melt directly by the laser at the target point on the surface, in which case they form a layer of the component to be produced. In the case of GDCS, the powder particles are significantly accelerated and, therefore, mainly due to their kinetic energy, they remain attached to the surface of the component upon simultaneous deformation.
GDCS와 SLS는 분말 입자가 이들 프로세스 중에 완전히 용융되지 않는다는 특징을 공통으로 갖는다. 이는 또한 무엇보다도, 입자들 사이의 간극이 유지될 때 다공성 구조의 제조를 용이하게 한다. GDCS의 경우, 고작 분말 입자의 주연 영역에서 용융이 발생하는데, 상기 분말 입자는 이들의 표면의 심각한 변형으로 인해 용융될 수 있다. SLS의 경우, 소결 온도를 선택할 때, 분말 입자의 용융 온도 미만에 있는 것을 보장하는 것이 중요하다. 다른 한편으로, SLM, EBM 및 LMD의 경우에, 에너지 인가는 분말 입자가 완전히 용융되기에 충분히 의도적으로 높다.GDCS and SLS have the feature that powder particles do not melt completely during these processes. This also, among other things, facilitates the manufacture of porous structures when the gaps between the particles are maintained. In the case of GDCS, melting occurs only at the periphery of the powder particles, which may melt due to severe deformation of their surface. For SLS, when choosing the sintering temperature, it is important to ensure that it is below the melting temperature of the powder particles. On the other hand, in the case of SLM, EBM and LMD, the energy application is intentionally high enough for the powder particles to melt completely.
상기에 언급된 문제점은 독립 특허 청구항의 주제에 의해 해결된다. 유리한 실시예가 종속항들의 주제이다.The problems mentioned above are solved by the subject of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
본 발명의 일 양태는 버너에 설치를 위한 버너 팁에 관한 것으로, 버너 팁은 연소 챔버에 대면하는 표면 및 상기 표면으로 이어지고 공기 채널을 형성하는 공기 채널 구조체 및 상기 표면으로 이어지는 연료 채널 구조체를 갖는다. 연료 채널 구조체는, 버너 팁이 동작 중일 때 연료 채널을 통해 유동하는 연료에 의해 버너 팁의 표면 영역을 냉각하기 위해, 표면에 평행한 제1 방향을 따라 버너 팁의 표면 영역에서 연장하고, 이어서 적어도 부분적으로, 제1 방향과는 상이한 제2 방향을 따라 표면 영역에서 후방 연장하거나 만곡되거나 편향되는 연료 채널을 형성한다.One aspect of the invention relates to a burner tip for installation in a burner, the burner tip having a surface facing the combustion chamber and an air channel structure leading to and forming an air channel and a fuel channel structure leading to the surface. The fuel channel structure extends in the surface area of the burner tip along a first direction parallel to the surface for cooling the surface area of the burner tip by fuel flowing through the fuel channel when the burner tip is in operation, and then at least In part, it forms a fuel channel that extends backward, curves, or deflects in the surface area along a second direction different from the first direction.
연료 채널의 "후방 연장부" 또는 만곡된 코스(course)는, (예를 들어 가스 터빈의 사용 중에 버너 팁의 동작 중에) 냉각 작용이 유리하게는 연료를 통해 버너 팁의 표면 영역에서 특히 효과적인 방식으로 발생할 수 있는 것을 의미한다. 이는 유동 기계의 효율에 가치가 있는 압축기 공기의 연소가, 버너 팁의 표면 또는 표면 영역을 냉각할 때 더 이상 의존되지 않는다는 것을 의미한다. 게다가, 이 압축기 공기를 위한 이송 시스템이 절약될 수 있고, 대응하는 구성요소가 유리하게 단순화된다.The "rear extension" or curved course of the fuel channel is such that the cooling action (e.g. during the operation of the burner tip during use of the gas turbine) is particularly effective in the surface area of the burner tip via the fuel. It means that can occur. This means that combustion of compressor air, which is valuable for the efficiency of the flow machine, is no longer dependent upon cooling the surface or surface area of the burner tip. In addition, the conveying system for this compressor air can be saved, and the corresponding components are advantageously simplified.
일 실시예에서, 연료 채널은 표면에 평행한 다수의 턴(turn)들을 갖고 표면 영역에서 연장한다. 달리 말하면, 연료 채널은 바람직하게는 표면에 평행하게 다수회 전환되거나, 전환에 따라 연장한다.In one embodiment, the fuel channel extends in the surface area with a number of turns parallel to the surface. In other words, the fuel channel is preferably diverted multiple times parallel to the surface, or extends in accordance with the transition.
일 실시예에서, 연료 채널은 버너 팁의 동작 중에 버너 팁의 대칭축 또는 주 유동 방향을 따라 적어도 부분적으로 연장한다.In one embodiment, the fuel channel extends at least partially along the axis of symmetry or main flow of the burner tip during operation of the burner tip.
일 실시예에서, 연료 채널은 제1 방향을 따르는 자신의 코스로부터 시작하여 버너 팁의 내부로 연장된다. 본 실시예에 따르면, 표면으로부터 이격된 표면의 영역(표면 영역)은 또한 유리하게는 버너 팁의 동작 중에 냉각될 수도 있다. 이는 이어서 유리하게는 전체 구조적 구성요소의 사용 수명에 유리하게 영향을 미친다.In one embodiment, the fuel channel extends into the burner tip starting from its course along the first direction. According to this embodiment, the area of the surface (surface area) spaced from the surface may also advantageously be cooled during operation of the burner tip. This then advantageously affects the service life of the entire structural component.
일 실시예에서, 제1 방향은 제2 방향에 대해 160° 내지 200°, 바람직하게는 180°의 각도를 이룬다. 본 실시예는 전술된 바와 같이, 연료 채널의 특히 효과적인 재순환 또는 전환을 허용한다.In one embodiment, the first direction is at an angle of 160 ° to 200 °, preferably 180 ° with respect to the second direction. This embodiment allows for particularly effective recycling or switching of the fuel channel, as described above.
용어 "표면 영역"은 바람직하게는 전술된 표면에 근접한 버너 팁의 구조 영역을 설명한다.The term "surface area" preferably describes the structural area of the burner tip proximate to the surface described above.
일 실시예에서, 연료 채널은 이후에, 즉 버너 팁의 내부 내로의 자신의 전환 후에, 적어도 하나의 추가의 방향 변화, 예를 들어 70° 내지 110°의 편향을 거쳐 표면 내로 개방된다. 본 실시예는 버너 팁이 사용 중일 때 효율적인 냉각을 가능하게 하고, 동시에 버너 팁의 유리한 디자인이 실현되게 하는데, 이는 버너 팁이 사용될 때 연료에 의한 효율적인 냉각, 및 동시에 대응적으로 연소 챔버 내로 공급될 연료의 예열이 가능해지기 때문이다.In one embodiment, the fuel channel opens later into the surface via at least one further direction change, for example 70 ° to 110 ° deflection, ie after its conversion into the interior of the burner tip. This embodiment enables efficient cooling when the burner tip is in use, while at the same time an advantageous design of the burner tip is realized, which is to be efficiently cooled by fuel when the burner tip is used, and at the same time to be supplied into the combustion chamber correspondingly. This is because the fuel can be preheated.
일 실시예에서, 연료 채널은 제1 방향을 따르는 자신의 코스 이후에 그리고 유리하게는 표면 내로의 개방 전에, 확장된 단면을 갖는 영역, 특히 상호 작용 공간 또는 수집 공간을 갖는다. 본 실시예에 따르면, 표면 영역으로부터, 버너 팁이 동작 중일 때 수집 공간 내에 위치된 또는 상기 수집 공간을 통해 유동하는 연료로의 열전달이 특히 유리하게 촉진될 수 있다. 특히, 확장된 단면은, 확장된 체적이 상호 작용을 위해 그리고 설명된 열전달을 위해 이용 가능하다는 것을 의미하고, 그 결과 열 용량(버너 팁의 동작 중에 표면 상에 작용하는 열을 흡수하기 위한)이 효과적으로 증가될 수 있다.In one embodiment, the fuel channel has an area with an expanded cross section, in particular an interaction space or a collection space, after its course along the first direction and advantageously before opening into the surface. According to this embodiment, heat transfer from the surface area to the fuel located in the collection space or flowing through the collection space when the burner tip is in operation can be particularly advantageously facilitated. In particular, the expanded cross section means that the expanded volume is available for interaction and for the described heat transfer, so that the heat capacity (to absorb heat acting on the surface during operation of the burner tip) is Can be effectively increased.
일 실시예에서, 공기 채널 구조체는 버너 팁 내의 중앙 출구 개구로 이어지는 중앙 공기 채널을 포함한다. 특히, 공기 채널 구조체는 전술된 중앙 공기 채널을 나타내거나 형성할 수도 있다.In one embodiment, the air channel structure includes a central air channel leading to a central outlet opening in the burner tip. In particular, the air channel structure may represent or form the central air channel described above.
일 실시예에서, 버너 팁은 입구 영역을 갖는다. 공기 채널 뿐만 아니라 연료 채널도 바람직하게는 입구 영역에서 동축으로 연장한다. 달리 말하면, 공기 채널 구조체 및 연료 채널 구조체는 대응적으로 설계된다.In one embodiment, the burner tip has an inlet area. The fuel channel as well as the air channel preferably extend coaxially in the inlet region. In other words, the air channel structure and the fuel channel structure are correspondingly designed.
일 실시예에서, 연료 채널은 입구 영역에서 반경방향으로 공기 채널의 외부로 연장한다. 달리 말하면, 연료 채널 구조체 및 공기 채널 구조체는 상응하게 구성될 수도 있다.In one embodiment, the fuel channel extends radially out of the air channel in the inlet region. In other words, the fuel channel structure and the air channel structure may be configured correspondingly.
일 실시예에서, 버너 팁은 바람직하게는 대칭축을 따라 (축방향으로) 오프셋되어 배열되는 출구 영역을 갖는다. 바람직하게는, 공기 유동뿐만 아니라 연료 유동도 그로부터 바람직하게 나타날 수 있는 출구 영역은 설명된 표면 또는 표면 영역을 포함한다.In one embodiment, the burner tip preferably has an outlet region which is arranged offset (axially) along the axis of symmetry. Preferably, the outlet region, in which not only the air flow but also the fuel flow, may preferably appear from it, comprises the described surface or surface area.
일 실시예에서, 연료 채널은 출구 영역에서 적어도 부분적으로 반경방향으로 공기 채널 내로 연장된다.In one embodiment, the fuel channel extends into the air channel at least partially radially in the outlet region.
일 실시예에서, 연료 채널 및 공기 채널은 인터로킹(interlocking) 또는 꼬인(entwined) 방식으로 연장하거나 또는 서로 상호 직조되어(interwoven), 버너 팁의 표면 영역이 유리하게는 (연료 유동에 의해서만이 아니라) 공기 유동에 의해 추가로 냉각될 수 있게 된다. 그러나, 연료 채널 및 공기 채널은 바람직하게는 서로 유체 연통하지 않고 연장한다. 대안적으로, 공기 채널과 연료 채널은 적어도 부분적으로 서로 유체 접속될 수도 있다.In one embodiment, the fuel channel and the air channel extend in an interlocking or entwined manner or interwoven with each other, so that the surface area of the burner tip is advantageously (not only by fuel flow) ) Further cooling by air flow. However, the fuel channel and the air channel preferably extend without being in fluid communication with each other. Alternatively, the air channel and the fuel channel may be at least partially fluidly connected to each other.
일 실시예에서, 버너 팁은 적어도 주로 설명된 대칭축 둘레로 회전 대칭 되도록 설계된다.In one embodiment, the burner tip is designed to be rotationally symmetrical at least about the described axis of symmetry.
일 실시예에서, 공기 채널 및/또는 연료 채널은 적어도 부분적으로 버너 팁의 원주방향 또는 접선 방향을 따라 연장한다.In one embodiment, the air channel and / or fuel channel extend at least partially along the circumferential or tangential direction of the burner tip.
일 실시예에서, 바람직하게는 출구 영역에서, 연료 채널 구조체는, 연료 채널을 (적어도 부분적으로) 복수의 서브-채널들로 세분하는 베인(vane)을 갖는다. 이 방식으로, 버너 팁이 동작하는 동안 냉각 작용은 마찬가지로 유리하게는 향상된 열전달에 의해 최적화될 수 있다. 전술된 베인은 (연료 채널 구조체 또는 버너 팁의 다른 부분과 마찬가지로) 경우에 따라 적층 제조 기술에 의해서만 달성될 수 있는 임의의 형태를 나타낼 수도 있다.In one embodiment, preferably in the outlet region, the fuel channel structure has vanes that subdivide the fuel channel into (at least partially) a plurality of sub-channels. In this way, the cooling action while the burner tip is operating can likewise be advantageously optimized by improved heat transfer. The vanes described above may represent any form that can be achieved only by additive manufacturing techniques (as with other parts of the fuel channel structure or burner tip) in some cases.
일 실시예에서, 입구 영역 내의 연료 채널 구조체는 환형 챔버를 형성한다.In one embodiment, the fuel channel structure in the inlet region forms an annular chamber.
일 실시예에서, 연료 채널 구조체는 연료 채널이 제2 방향을 따르는 자신의 코스 후에 그리고 표면 내로의 개방 이전에 환형 챔버를 통해 연장하는 방식으로 형성된다.In one embodiment, the fuel channel structure is formed in such a way that the fuel channel extends through the annular chamber after its course along the second direction and prior to its opening into the surface.
일 실시예에서, 출구 영역 내의 연료 채널 구조체는, 표면을 거쳐 연소 챔버로 이어지거나 또는 전술된 표면 내로 개방되는 복수의 연료 채널들을 갖는다. 본 실시예를 통해, 표면의 향상된 그리고/또는 더 균질한 냉각이 유리하게 달성될 수 있다.In one embodiment, the fuel channel structure in the outlet region has a plurality of fuel channels that pass through the surface to the combustion chamber or open into the aforementioned surface. Through this embodiment, improved and / or more homogeneous cooling of the surface can be advantageously achieved.
일 실시예에서, 공기 채널은 적어도 부분적으로 연료 채널을 통해 연장하고 또는 그 반대도 마찬가지이다. 본 실시예는 버너 팁의 특히 콤팩트하고 효과적인 디자인이 달성되는 것을 가능하게 한다.In one embodiment, the air channel extends at least partially through the fuel channel and vice versa. This embodiment enables a particularly compact and effective design of the burner tip to be achieved.
일 실시예에서, 공기 채널 구조체는, 예를 들어 표면 또는 표면 법선에 대해 상이한 출구 각도로 표면으로 개방되거나, 연소 챔버 내로 이어지는 복수의 공기 채널들을 갖는다. 본 실시예를 통해, 표면의 효율적인 표면 냉각 또는 필름 냉각이 특히 유리하게 달성될 수 있다.In one embodiment, the air channel structure has a plurality of air channels that open to the surface or lead into the combustion chamber, for example at different exit angles with respect to the surface or surface normal. Through this embodiment, efficient surface cooling or film cooling of the surface can be particularly advantageously achieved.
일 실시예에서, 공기 채널 구조체 및/또는 연료 채널 구조체는, 둥근형, 특히 원형 형상과는 상이한 단면 형상, 예를 들어 타원형 또는 별형 단면을 갖는 채널 단면을 형성한다. 본 실시예를 통해, 표면으로부터 연료 또는 공기 유동으로의 열전달은 유리하게는 (원형 단면과 비교하여) 확장된 단면 영역에 의해 버너 팁의 동작 중에 더 향상되고 그리고/또는 최적화될 수 있다.In one embodiment, the air channel structure and / or the fuel channel structure form a channel cross section having a cross-sectional shape, for example an oval or star cross section, which is different from the round, in particular circular shape. Through this embodiment, heat transfer from the surface to the fuel or air flow can advantageously be further improved and / or optimized during the operation of the burner tip by an enlarged cross-sectional area (compared to the circular cross section).
일 실시예에서, 표면은, 자신의 다공성을 통해 복수의 공기 채널들을 형성하는 버너 팁의 개방 다공성 벽 또는 벽 구조체에 의해 형성된다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 표면 영역은 버너 팁의 영역 내에 효과적인 냉각을 야기하기 위해, 예를 들어, 특히 균질하게 냉각 공기에 의해 관통 유동될 수 있다.In one embodiment, the surface is formed by an open porous wall or wall structure of the burner tip that forms a plurality of air channels through its porosity. Thus, according to the present embodiment, the surface area can be flowed through, for example, by the cooling air, particularly homogeneously, in order to cause effective cooling in the area of the burner tip.
일 실시예에서, 버너 팁은 적층식으로 또는 적층 제조 프로세스에 의해 제조된다.In one embodiment, the burner tips are manufactured in a lamination or by a lamination manufacturing process.
일 실시예에서, 버너 팁은 일체로 또는 단일편으로 제조된다.In one embodiment, the burner tips are made integrally or in one piece.
본 발명의 다른 양태는 설명된 버너 팁을 포함하는 유동 기계, 예를 들어 가스 터빈에 관한 것이다.Another aspect of the invention relates to a flow machine, for example a gas turbine, comprising the burner tip described.
본 발명의 다른 양태는 버너 팁을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 버너 팁은 특히 적층식으로 그리고/또는 일체로 제조되거나 제조될 수 있다.Another aspect of the invention relates to a method for manufacturing a burner tip, which burner tip may in particular be manufactured or manufactured in a stack and / or integrally.
본 경우에 버너 팁 또는 유동 기계와 관련된 구성, 특징 및/또는 장점은 게다가 방법과 관련될 수도 있고, 또는 그 반대도 마찬가지이다.The configuration, features and / or advantages associated with the burner tip or flow machine in this case may in addition be related to the method or vice versa.
본 발명의 다른 상세가 도면의 도움으로 이하에 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 버너 팁의 예시적인 실시예가 장착되어 있는 버너의 개략 단면도를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예의 버너 팁의 개략 단면도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 버너 팁의 부분의 개략 단면도를 도시하고 있다.
도 4는 다른 본 발명의 실시예에서 버너 팁의 개략 단면도를 도시하고 있다.
도 5는 다른 본 발명의 실시예에 따른 버너 팁의 부분의 개략 단면도를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예를 개략 단면도로 도시하고 있다.Other details of the invention are described below with the aid of the drawings.
1 shows a schematic cross-sectional view of a burner equipped with an exemplary embodiment of a burner tip according to the invention.
2 shows a schematic cross-sectional view of a burner tip of an embodiment according to the invention.
3 shows a schematic cross sectional view of a portion of a burner tip according to an embodiment of the invention.
4 shows a schematic cross sectional view of a burner tip in another embodiment of the invention.
5 shows a schematic cross-sectional view of a portion of a burner tip in accordance with another embodiment of the present invention.
6 shows in schematic cross-sectional view an exemplary embodiment of a method according to the invention.
예시적인 실시예 및 도면에서, 동일한 요소 또는 동일한 효과를 갖는 요소는 각각 동일한 도면 부호가 제공된다. 도시되어 있는 요소들 및 그들 간 비율은 기본적으로 실제 축척대로 도시되어 있는 것으로서 간주되어서는 안되고, 대신에, 개별 요소들은 향상된 예시를 위해 그리고/또는 더 양호한 이해를 위해 불균형하게 두껍거나 큰 것으로서 도시되어 있을 수도 있다.In the exemplary embodiments and the drawings, the same elements or elements having the same effects are each provided with the same reference numerals. The elements shown and the ratios between them should not be regarded as being basically drawn to scale, but instead individual elements may be drawn as unbalanced thick or large for improved illustration and / or for a better understanding. There may be.
공기의 주 채널(13)이 형성되어 있는 재킷(12)을 갖는 버너(11)가 도 1에 도시되어 있다. 재킷(12)은 종축 및/또는 대칭축(14) 둘레로 대칭으로 구성되고 주 채널(13)의 중앙에 버너 랜스(15)를 갖는다. 버너 랜스(15)는 웹(16)으로 주 채널(13)에 고정된다. 더욱이, 가이드 베인(17)이 버너 랜스(15)와 재킷(12) 사이로 연장되어, 지시되어 있는 공기 화살표(18)로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 대칭축(14) 둘레로 공기가 와류하게 한다.A
버너 랜스(15)는 하류 단부에 버너 팁(19)을 갖는데, 상기 버너 팁은 중앙 공기 채널(20)을 거쳐 공기가 공급되고 공기 채널(20) 둘레에 배열된 환형 채널(22)을 거쳐 연료(23)가 공급된다.The
연료(23)는 기체 또는 액체 형태일 수도 있다. 연료는 특히 천연 가스, 수소를 함유하는 가스 또는 유체 또는 다른 연료일 수도 있다.The
공기[공기 유동 또는 공기 채널(20) 참조] 및 연료(23)는 더 상세히 도시되어 있지 않은 버너 팁 내의 개구를 거쳐 배출되어, 이에 의해 주 채널(13)로부터의 공기 유동과 혼합된다. 공기(21)는 통상적으로 이 프로세스 중에 버너 팁(19)을 냉각한다(이하 참조). 버너(11)는 파일럿 버너의 기능 원리를 따른다. 상기 버너는 예를 들어, 가스 터빈의 연소 챔버(BR)에 장착될 수도 있고, 여기서 연소 챔버(BR)는 이 경우에 버너 팁(19)의 주변 영역(30)을 생성한다.Air (see air flow or air channel 20) and
도 2는 전술된 바와 같은 버너 팁(19)의 개략 단면도를 도시하고 있다. 특히, 대칭축(14)을 따른 단면이 도시되어 있다. 대칭축(14)은 마찬가지로 버너 팁(19)의 회전 대칭성을 나타낼 수도 있다.2 shows a schematic cross-sectional view of
버너 팁(19)은 입구 영역(EB)을 갖는다. 더욱이, 버너 팁(19)은 출구 영역(AB)을 갖는다. 출구 영역(AB)은 대칭축(14)을 따라 입구 영역(EB)에 부착되거나 입구 영역(EB)에 대해 축방향으로 오프셋되어 배열된다.
도 2에는 대칭축(14)을 따라 연장하는 중앙 공기 채널(20)이 또한 도시되어 있다. 공기 채널(20)은 버너 팁(19)의 출구 개구(24)로 이어진다. 다른 버너 랜스가 동작 중에 이 공기 채널에 수용될 수 있다(이하 참조). 버너 팁(19)의 동작 중에, 예를 들어 가스 터빈에 사용될 때, 공기 채널(20) 내의 버너 팁(19)은 공기, 특히 압축기 공기에 의해 유동되는데, 공기는 입구 영역(EB)에서 공기 채널(20)에 진입하고 출구 영역(AB)에서 다시 상기 공기 채널을 떠난다. 공기 채널(20)은 공기 채널 구조체(21)에 의해 형성된다.Also shown in FIG. 2 is a
도 2의 버너 팁(19)의 동작 중에, 공기 유동은 공기 채널(20) 내 점선 화살표에 의해 지시되어 있다.During operation of the
버너 팁(19)은 또한 연료 채널 구조체(32)를 갖는다. 연료 채널 구조체(32)는 연료 채널(33)을 형성한다.
도 2의 버너 팁(19)의 동작 중에, 연료 유동은 연료 채널(33) 내 실선 화살표에 의해 지시되어 있다.During operation of
연료 채널(33)은 공기 채널(20)의 반경방향 외부에 배열되므로, [버너 팁(19)이 동작 중일 때] 연료(23)가 설명된 공기 유동 외부로 반경방향으로 안내될 수 있게 된다(공기 유동 방향을 따라).The
연료 채널 구조체(32)는 버너 팁(19)의 외부벽(28)을 포함하거나 형성할 수도 있다.The
연료 채널 구조체(21)는 버너 팁(19)의 내부벽(29)을 포함하거나 형성할 수도 있다.The
버너 팁(19) 또는 공기 채널 구조체(21)는 바람직하게는 공기 채널(20)이 입구 영역(EB)으로부터 출구 영역(AB)으로 테이퍼지는 방식으로 구성된다. 대응 원추형 코스 또는 테이퍼진 코스 이후에, 공기 채널 구조체(21)는 대칭축(14)에 평행한 공기 채널(20)을 다시 한번 형성한다.
도면에서, 특히 도 2 및 도 4에서, (용이한 참조를 위해) 중앙 공기 채널(20)에는 다른 구성요소가 도시되어 있지 않다. 버너 팁(19)을 사용할 때, 예를 들어 상응하게 버너 팁(명시적으로 식별되지 않음)을 포함하는 가스 터빈의 동작 중에, 예를 들어 다른 점화 랜스 및/또는 오일 랜스와 같은 다른 구성요소가 유리하게는 버너 팁(19)의 이 중앙 영역에 배열된다. 전술된 구성요소는 버너(11)의 기능에 중요하고, 바람직하게는 버너 팁의 동작 중에 전술된 구성요소의 그리고/또는 버너 팁의 효과적인 냉각 작용을 야기하는 공기 간극이 형성되는 이러한 방식으로 중앙 공기 채널을 동시에 밀봉한다.In the drawings, in particular in FIGS. 2 and 4, no other components are shown in the central air channel 20 (for ease of reference). When using
도 2에서, 외부벽은 마찬가지로 출구 영역(AB)에서 테이퍼지거나 또는 중앙에 배열된 대칭축(14)으로 연장하는 것을 또한 볼 수 있다. 출구 영역(AB)에서, 연료 채널 구조체(32)는 연료 채널(33)이 우선 버너 팁(19)의 외부면(OF)에 평행하게 연장하거나 또는 표면(OF)에 평행하게 연장하는 방식으로 구성된다. 특히, 버너 팁(19)의 동작 중에, 연료 유동은 표면(OF)에 평행한 제1 방향(1R)을 따라 연장된다.In FIG. 2 it can also be seen that the outer wall likewise extends in the axis of
표면(OF)을 갖는 표면 영역이 본 경우에 기준 OFB를 사용하여 식별된다. 특히, 바람직하게는 버너 팁(19)의 출구 영역(AB)에 있는 정확하게는 이러한 표면 영역(OFB)은 버너 팁(19)의 동작 중에 연료 채널 구조체(32)를 통해 안내되는 연료(23)에 의해 효과적으로 냉각되어야 한다.Surface areas with a surface OF are identified using the reference OFB in this case. In particular, this surface area OFB, preferably at the outlet area AB of the
연료[연료 채널(33)에 도시되어 있는 화살표 참조]가 표면(OF)에 평행한 제1 방향을 따라 특정 길이만큼 연장된 후, 연료 채널은 제2 방향을 따라 연료 채널 구조체(32)의 기하학적 구조에 의해 전환되어, 제1 방향에 적어도 부분적으로 대향하여 후방 연장하거나 전환되고 이어서 버너 팁(19)의 표면 영역(OFB)을 떠난다.After the fuel (see arrow shown in fuel channel 33) extends by a certain length along a first direction parallel to the surface OF, the fuel channel is formed along the geometry of the
달리 말하면, 표면 영역(OFB) 내의 연료 채널의 전환을 통해, 상기 영역은 연료에 의해 버너 팁(19)의 동작 중에 효율적으로 냉각될 수 있는데, 이는 연료가 우선 구성요소 내부에 표면에 가깝게 유도되고, 이어서 전환되고, 이후에는 제공된 복수의 연료 출구들(도면에 명시적으로 식별되지 않음)에서 연소 챔버(BR) 내로 전달될 (경우에 따라서는 자기 자신을 통해 유도됨) 수 있기 때문이다(이하 도 3 참조). 이에 따라, 연료 채널(33)의 코스 또는 연료 채널 구조체(32)의 기하학적 구조는 소위 "클라인 병(Klein bottle)"의 디자인에 대응하거나 또는 이와 유사할 수도 있다.In other words, through switching of the fuel channels in the surface area OFB, the area can be efficiently cooled by the fuel during the operation of the
제1 방향은 적어도 부분적으로 또는 부분적으로 대칭축을 따른(유동 방향으로) 또는 대응하는 주 유동 방향을 따른 방향을 설명할 수도 있다. 제2 방향은 바람직하게는 제1 방향과는 상이한, 바람직하게는 정확히 대향하는 방향을 나타낸다. 연료 채널(33)은 바람직하게는 제1 방향에 평행한 자신의 코스 이후에, 우선 버너 팁 또는 대응하는 표면 영역(OFB) 내부로 연장하는 방식으로 제1 방향으로부터 제2 방향으로 전환된다. 이 방식으로, 표면 영역의 하부 구조체도 또한 효과적으로 냉각될 수 있다.The first direction may at least partially or partially describe the direction along the axis of symmetry (in the flow direction) or along the corresponding main flow direction. The second direction preferably represents a direction different from the first direction, preferably exactly opposite. The
제2 방향은 마찬가지로 표면에 평행하지만, 바람직하게는 주 유동 방향에 대향하는 방향을 설명할 수도 있다. 제2 방향은 대안적으로 또는 추가적으로, 제1 방향에 대해 90° 또는 다른 각도만큼 또한 경사지게 연장될 수도 있다.The second direction is likewise parallel to the surface, but may preferably describe a direction opposite to the main flow direction. The second direction may alternatively or additionally extend inclined also by 90 ° or another angle with respect to the first direction.
버너 팁(19)은 자신의 대칭축(14)에 대해 회전 대칭으로 또는 대략 회전 대칭으로 구성될 수도 있다. 제2 방향은 예를 들어 버너 팁(19)의 원주방향을 따라 대응적으로 연장할 수도 있다.
원주방향(도면에 명시적으로 식별되지 않음)을 따라, 버너 팁(19)은 출구 영역(AB)에서 복수의 연료 채널들(33)을 대응적으로 구비할 수도 있는데, 이 연료 채널은, (예를 들어 등간격으로 원주방향으로 배열된 방식으로) 표면(OF)에 걸쳐 연소 챔버(BR) 내로 이어진다(도 3 참조). 이에 따라, 표면(OF)으로의 연료 채널(33)의 개방을 통해 상응하게 생성된 연료 출구의 위치는 연료 팁의 종래의 디자인에 대응할 수도 있다.Along the circumferential direction (not explicitly identified in the figure), the
예를 들어 약 160 내지 220°, 바람직하게는 대략 180°의 각도의 전술된 전환 또는 후방 연장을 통해, 유리하게는 표면 영역(OFB)의 냉각 효과가 (냉각을 위해 통상적으로 사용되는 압축기 공기와 비교하여) 비교적 차가운 연료에 의해 향상될 수 있다. 달리 말하면, 구성요소의 외부면을 냉각하기 위해, 압축 공기가 더 이상 강제로 취해질 필요가 없고, 대신에 훨씬 더 차가운 연소 가스[가스 터빈(명시적으로 도시되어 있지 않음)의 압축기 부분으로부터의 통상적으로 사용되는 압축 냉각 공기에 대한, 400℃ 대신 대략 50℃]가 표면 영역(OFB)에서의 냉각을 위해 구성요소 표면 바로 아래를 따라 유도될 수 있다.For example, through the aforementioned transition or rearward extension of an angle of about 160 to 220 °, preferably approximately 180 °, advantageously the cooling effect of the surface area (OFB) (compressor air commonly used for cooling By comparatively cold fuel). In other words, to cool the outer surface of the component, compressed air no longer needs to be forcibly taken instead, but instead from the compressor portion of a much cooler combustion gas (gas turbine (not explicitly shown)) For compressed cooling air used as approximately 50 [deg.] C. instead of 400 [deg.] C. may be directed directly below the component surface for cooling in the surface area OFB.
후방 연장에 후속하여, 연료 채널(33)은 바람직하게는 예를 들어 70° 내지 110°의 편향과 같은 추가의 편향을 경험하므로, 연료 채널은 이어서 표면(OF)으로 개방될 수 있거나 또는 연소 챔버(BR)의 방향으로 표면을 떠날 수 있게 된다. 달리 말하면, 연료는 향상된 냉각 작용을 위해 연료 채널 구조체(32)의 기하학적 구조에 의해 표면 영역(OFB)에 보유 또는 수집되고, 이어서 재차 주어진 출구 각도 하에 연소 챔버(BR) 내로 새어나와 연소될 수 있다.Following the rearward extension, the
설명된 버너 팁(19)은 적층 제조 프로세스에 의해, 바람직하게는 선택적 레이저 용융(SLM) 또는 전자 빔 용융(EBM)에 의해 바람직하게 제조된다. 적층 제조는 특히, 통합 기능을 갖는 구성요소가 제조되게 한다. 특히, 설명된 바와 같이 자신의 채널 구조체의 복잡성을 갖는 설명된 버너 팁(19)이 단일편으로 적층 수단에 의해 통상적으로 필요한 열 차폐부 없이 제조되는 것이 가능하다.The
버너 팁(19)은 냉각 목적으로 단지 단일 유체만을 유도할 필요가 있기 때문에, 경우에 따라서, 더 적은 연결부가 유리하게 요구될 수도 있으며, 그 결과 구성요소의 제조 및 기능이 단순화될 수 있다.Since the
영역(B)은 또한 도 2에 도시되어 있는데, 이 영역에서 연료 채널(33)은 더 큰 단면을 갖는다. 본 실시예는 효과적인 냉각 작용을 야기하기 위해, 더 큰 체적의 연료(23)가 영역(B)에서 유리하게 "수집"되는 것을 가능하게 한다.Region B is also shown in FIG. 2, in which the
도 3은 버너 팁(19)의 단면도, 바람직하게는 표면 영역(OFB)을 통한 단면(도 2 참조)을 상세히 도시하고 있다. 도면 부호 "34"에 의해 식별된 외부 연료 개구는 연료 채널(33)의 형상을 규정한다(도 2 참조).3 shows in detail a cross section of the
도 3에 도시되어 있는 화살표는 연료 채널(33) 또는 연료(23)의 코스를 다시 지시한다. 특히, 바람직하게는 제공되지만 도 2 및 도 4에는 가시화되어 있지 않은, 특히 버너 팁(19)의 원주에 걸쳐 분포된, (화살표에 의해 지시된) 복수의 연료 채널들이 도시되어 있다. 달리 말하면, 연료 채널(33)은 바람직하게 원주방향으로 하나 또는 복수의 베인(39)에 의해 복수의 개별 연료 서브-채널들로 분할된다. 이 복수의 연료 채널들, 또는 도면 부호 "34"를 사용하여 식별된 서브-채널들은 바람직하게는 원주방향으로 서로 이격되어 있다[베인(39)에 의해].The arrows shown in FIG. 3 again indicate the course of
서브-채널들(34)은 (도 3에 도시되어 있는 바와 같이) 반경방향 내향으로, 바람직하게는 연료 팁(19)의 단일 연료 채널(33) 내로 연장하여 결합된다. 이 방식으로, 버너 팁(19)의 동작 중에, 버너 팁의 구조체로부터 연료 채널(33)을 통해 유도된 연료 유동으로의 열전달, 따라서 버너 팁의 냉각이 또한 유리하게 향상될 수 있다.The sub-channels 34 are joined radially inwardly (as shown in FIG. 3), preferably extending into a
설명된 바와 같은 베인의 기하학적 구조는 특히, 통상의 제조 방법을 사용하여서는 달성 불가능하고, 따라서 설명된 교시에 따라, 예를 들어 선택적 레이저 용융에 이해 적층식으로 그리고 바람직하게는 일체로 제조된다.The geometry of the vanes as described is in particular not attainable using conventional manufacturing methods, and accordingly, according to the teachings described, are produced in a lamination and preferably integrally, for example in selective laser melting.
예로서, 직사각형 단면을 갖는 연료 채널(34) 또는 개구가 도 3에서 식별된다. 대안적으로, 그러나, 버너 팁(19)의 동작 중에 확장된 표면 및 대응적으로 향상된 열교환에 기인하는 향상된 냉각 효과를 달성하기 위해, 예를 들어 타원형 또는 별형 단면과 같은 다른 단면 형상이 또한 사용될 수 있다.By way of example, a
연료 채널 구조체(32)는 특히 자신의 대칭축 둘레로 버너 팁(19)의 회전 대칭 실시예에 따라 (복잡하게 형성된) 환형 챔버를 또한 형성할 수도 있다. 연료 채널 구조체(32)는 연료 채널(33)이 제2 방향(2R)을 따르는 자신의 코스 이후에 그리고 표면(OF) 내로의 자신의 개방 이전에, 환형 챔버를 통해 출구 영역(AB) 내에서 연장하는[도 2의 연료(23)를 지시하는 화살표 참조] 방식으로 또한 바람직하게 형성된다.The
특히, 도 3의 화살표의 코스는, 동작 중에 버너 팁(19)의 표면 영역(OFB)을 효과적으로 냉각시킬 수 있게 하기 위해, 연료 채널 구조체(32)의 기하학적 구조에 기인하는 연료 채널(33) 내의 연료의 전환을 나타낸다.In particular, the course of the arrows in FIG. 3 is in the
도 4는 본 발명에 따른 버너 팁의 대안 실시예의 단면도(종단면)를 도시하고 있다. 도 2와는 달리, 연료 채널(33)은 공기 채널(20) 내에서 적어도 부분적으로 반경방향으로 출구 영역(AB) 내에서 연장한다. 또한, 연료 채널(33)과 공기 채널(20)은 부가적으로 공기 유동을 통해 버너 팁(19)의 표면 영역(OFB)을 냉각하기 위해, 적어도 부분적으로 인터로킹(interlocking) 방식으로 연장하는데, 이는 더 향상된 냉각 효과를 야기한다.4 shows a sectional view (vertical section) of an alternative embodiment of a burner tip according to the invention. Unlike FIG. 2, the
공기 채널 구조체(21)는 공기 채널을 환형으로 둘러싸는 환형 공간 또는 복수의 개별 공기 채널들에 (중앙) 공기 채널(20)을 유동 연결하는 측벽 내의 개구(25)를 입구 영역(EB)에 갖는다.The
전술된 개별 공기 채널들(20)은 공기 채널 구조체(21)의 실시예에 따라 바람직하게는 적어도 부분적으로 연료 채널 구조체(33)의 코스와 교차한다.The
도 4의 도면에 따른 전술된 공기 채널은 또한 상이한 출구 각도, 예를 들어 표면(OF) 또는 대응하는 표면 법선에 대해 60° 내지 120°의 출구 각도에서 연소 챔버(BR) 내로 이어질 수도 있다. 연료 채널(33)의 전술된 출구 각도는, 예를 들어 버너 팁(19)의 대칭축을 따라 다양할 수도 있다. 출구 각도가 더 작아짐에 따라(예를 들어 90° 미만), 버너 팁(19)의 표면(OF) 상의 필름 냉각은 더 강하거나 더 약하게 형성될 수 있다.The aforementioned air channel according to the drawing of FIG. 4 may also lead into the combustion chamber BR at different exit angles, for example from 60 ° to 120 ° with respect to the surface OF or the corresponding surface normal. The aforementioned exit angle of the
또한, 공기 채널 구조체(21) 및 연료 채널 구조체(32)는 둥근형, 특히 원형 형태로부터 벗어나는 단면 형상을 갖는 채널 단면을 형성할 수 있다. 특히, 전술된 채널 구조체는 별형 및/또는 타원형일 수도 있다. 모든 이들 기하학적 구조는 설명된 적층 제조 방법을 사용하여 간단한 방식으로 제조될 수 있고, 따라서 본 발명의 발명적 장점이 이용될 수 있게 한다.In addition, the
다른 실시예에서, 표면(OF)은 복수의 공기 채널들(20)을 형성하는 개방 다공성(openly porous) 벽 구조체(명시적으로 식별되지 않음)에 의해 형성될 수도 있다. 이 기하학적 구조는 마찬가지로 적층 제조 기술에 의해 유리하게 실현될 수도 있고 동작 중에 버너 팁의 향상된 냉각에 기여할 수도 있다.In another embodiment, the surface OF may be formed by an open porous wall structure (not explicitly identified) that forms a plurality of
도 5는 (도 3의 표현과 유사하게) 도 4에 설명된 버너 팁의 실시예에 따른 버너 팁의 단면도(대칭축에 수직인 단면)를 도시하고 있다. 도 3의 표현과는 달리, 도 5에서, 공기 냉각(연료 냉각에 부가하여)을 통해 버너 팁(19)을 위한 냉각 효과를 야기하는 부가의 원형 공기 개구(35)가 제공된다는 것을 볼 수 있다(도 4 참조). 점선 화살표는 개구(35)로부터 나오고 공기 유동을 지시하도록 의도되며, 반면에 실선 화살표는 (도 3의 도면과 유사하게) 본 발명에 따른 연료 유동의 전환을 지시한다.FIG. 5 shows a cross-sectional view (section perpendicular to the symmetry axis) of the burner tip according to the embodiment of the burner tip described in FIG. 4 (similar to the representation in FIG. 3). In contrast to the representation of FIG. 3, it can be seen in FIG. 5 that an additional
도 6은 도 2 또는 도 4에 따른 구성요소(19)가 어떻게 레이저 빔(37)에 의한 레이저 용융에 의해 제조될 수 있는지를 상세히 도시하고 있다. 공기 채널 구조체(21) 및/또는 연료 채널 구조체(32)의 부분이 제조되는 분말 베드(36)의 상세가 도시되어 있다. 연료 채널 구조체(32)는 예를 들어 도 2의 도면과 디자인이 유사하고, 무엇보다도, 바람직하게는 전술된 베인(도 6에 도시되지 않은)을 가지며, 마찬가지로 연료 채널의 본 발명의 전환을 규정한다.FIG. 6 shows in detail how the
완성된 구조의 제조 후에, 분말(36)은 공기 채널 시스템 또는 연료 채널 시스템 또는 대응 채널 구조체를 형성하는 대응하는 공동으로부터 제거되어야 한다. 이는 예를 들어, 흡인(suction), 요동(shaking) 또는 송풍(blowing out)에 의해 달성될 수 있다.After manufacture of the finished structure, the
본 발명은 상기 예시적인 실시예에 기초하는 설명에 의해 예시적인 실시예에 한정되지 않고, 각각의 신규한 특징 및 특징의 각각의 조합을 포함한다. 이는 특히, 이 특징 또는 이 조합이 특허 청구범위 또는 예시적인 실시예에서 자체로 명시적으로 지시되지 않더라도, 특허 청구범위의 특징의 각각의 조합을 포함한다.The present invention is not limited to the exemplary embodiments by the description based on the exemplary embodiments, but includes each novel feature and each combination of features. This particularly includes each combination of features of the claims, even if this feature or combination thereof is not explicitly indicated by itself in the claims or the exemplary embodiments.
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