RU2014139603A - Топливный инжектор с камерой предварительного смешивания с защитным покрытием, наплавленным лазером - Google Patents

Топливный инжектор с камерой предварительного смешивания с защитным покрытием, наплавленным лазером Download PDF

Info

Publication number
RU2014139603A
RU2014139603A RU2014139603A RU2014139603A RU2014139603A RU 2014139603 A RU2014139603 A RU 2014139603A RU 2014139603 A RU2014139603 A RU 2014139603A RU 2014139603 A RU2014139603 A RU 2014139603A RU 2014139603 A RU2014139603 A RU 2014139603A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protective coating
tubular part
machining
fuel injector
mixing chamber
Prior art date
Application number
RU2014139603A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2630067C2 (ru
Inventor
Александр Илих КРАЙЧЕВЕР
II Роберт Энтони КОРР
Питер БАРКЕР
Бруно Энрикес СТРАК
Джон Престон МОНТАГЬЮ
Original Assignee
Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед filed Critical Соулар Тёрбинз Инкорпорейтед
Publication of RU2014139603A publication Critical patent/RU2014139603A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2630067C2 publication Critical patent/RU2630067C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
    • B23K9/046—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
    • B23K9/048—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution on cylindrical surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F05D2230/234—Laser welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00018—Manufacturing combustion chamber liners or subparts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y10T29/49323—Assembling fluid flow directing devices, e.g., stators, diaphragms, nozzles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

1. Топливный инжектор (12) газотурбинного двигателя (10), содержащийцентральное тело (36), расположенное на продольной оси (50), икамеру (26) предварительного смешивания, расположенную в радиальном направлении внешне относительно центрального тела, и образующую кольцевой канал (16) между ними, проходящий от входного патрубка, соединенного с возможностью передачи потока с компрессором (2) газотурбинного двигателя, к выходному патрубку, соединенному с возможностью передачи потока с камерой сгорания (14), при этом камера предварительного смешивания содержитпервый участок (24), расположенный на входном патрубке и состоящий из нержавеющей стали, ивторой участок (22), расположенный на выходном патрубке, состоящий из жаропрочного сплава на основе никеля и присоединенный к первому участку посредством лазерной наплавки.2. Топливный инжектор по п. 1, в котором второй участок камеры предварительного смешивания имеет длину примерно 12,7-63,5 мм и толщину примерно 3,81-12,7 мм.3. Топливный инжектор по п. 2, в котором длина второго участка составляет примерно 19,05-38,1 мм, а толщина составляет примерно 5,08-12,7 мм.4. Способ (100) изготовления камеры (26) предварительного смешивания топливного инжектора (12) газовой турбины, включающиймеханическую обработку (120) кольцевого паза (204) на трубчатой детали (214), вытянутой вдоль продольной оси (50);нанесение (130) защитного покрытия (212) на паз посредством лазерной наплавки; имеханическую обработку (140) трубчатой детали с защитным покрытием (226) для получения камеры (26) предварительного смешивания, содержащей защитное покрытие, выполненное в виде полой трубки, простирающейся вдоль продольной оси от одного из концов трубчатой детали.5. Способ по п. 4, в котором механическая обработка кольцевого паза

Claims (10)

1. Топливный инжектор (12) газотурбинного двигателя (10), содержащий
центральное тело (36), расположенное на продольной оси (50), и
камеру (26) предварительного смешивания, расположенную в радиальном направлении внешне относительно центрального тела, и образующую кольцевой канал (16) между ними, проходящий от входного патрубка, соединенного с возможностью передачи потока с компрессором (2) газотурбинного двигателя, к выходному патрубку, соединенному с возможностью передачи потока с камерой сгорания (14), при этом камера предварительного смешивания содержит
первый участок (24), расположенный на входном патрубке и состоящий из нержавеющей стали, и
второй участок (22), расположенный на выходном патрубке, состоящий из жаропрочного сплава на основе никеля и присоединенный к первому участку посредством лазерной наплавки.
2. Топливный инжектор по п. 1, в котором второй участок камеры предварительного смешивания имеет длину примерно 12,7-63,5 мм и толщину примерно 3,81-12,7 мм.
3. Топливный инжектор по п. 2, в котором длина второго участка составляет примерно 19,05-38,1 мм, а толщина составляет примерно 5,08-12,7 мм.
4. Способ (100) изготовления камеры (26) предварительного смешивания топливного инжектора (12) газовой турбины, включающий
механическую обработку (120) кольцевого паза (204) на трубчатой детали (214), вытянутой вдоль продольной оси (50);
нанесение (130) защитного покрытия (212) на паз посредством лазерной наплавки; и
механическую обработку (140) трубчатой детали с защитным покрытием (226) для получения камеры (26) предварительного смешивания, содержащей защитное покрытие, выполненное в виде полой трубки, простирающейся вдоль продольной оси от одного из концов трубчатой детали.
5. Способ по п. 4, в котором механическая обработка кольцевого паза включает создание области (206) уменьшенной толщины трубчатой детали вдоль ее длины, а механическая обработка трубчатой детали с защитным покрытием включает удаление области уменьшенной толщины трубчатой детали для обнажения нижней поверхности защитного покрытия.
6. Способ по п. 4, в котором механическая обработка кольцевого паза включает создание паза, имеющего основание (206) и наклонную боковую стенку (228).
7. Способ по п. 6, в котором механическая обработка трубчатой детали с защитным покрытием включает удаление основания паза таким образом, чтобы защитное покрытие было соединено с трубчатой деталью только по наклонной боковой стенке.
8. Способ по п. 6, в котором толщина наносимого защитного покрытия превышает толщину основания.
9. Способ по п. 4, в котором механическая обработка трубчатой детали с защитным покрытием включает формирование камеры предварительного смешивания, защитное покрытие которой имеет внешний диаметр, превышающий внешний диаметр трубчатой детали.
10. Способ по п. 9, в котором механическая обработка трубчатой детали с защитным покрытием включает формирование камеры предварительного смешивания, защитное покрытие которой имеет внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру трубчатой детали.
RU2014139603A 2012-03-01 2013-03-01 Топливный инжектор с камерой предварительного смешивания с защитным покрытием, наплавленным лазером RU2630067C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US409103 1999-09-30
US13/409,103 US9228498B2 (en) 2012-03-01 2012-03-01 Laser clad fuel injector premix barrel
PCT/US2013/028568 WO2013130945A1 (en) 2012-03-01 2013-03-01 Laser clad fuel injector premix barrel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014139603A true RU2014139603A (ru) 2016-04-20
RU2630067C2 RU2630067C2 (ru) 2017-09-05

Family

ID=49042039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014139603A RU2630067C2 (ru) 2012-03-01 2013-03-01 Топливный инжектор с камерой предварительного смешивания с защитным покрытием, наплавленным лазером

Country Status (5)

Country Link
US (2) US9228498B2 (ru)
CN (1) CN104169650A (ru)
MX (1) MX347420B (ru)
RU (1) RU2630067C2 (ru)
WO (1) WO2013130945A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9423134B2 (en) * 2013-12-13 2016-08-23 General Electric Company Bundled tube fuel injector with a multi-configuration tube tip
US10317084B2 (en) 2015-11-23 2019-06-11 Rolls-Royce Plc Additive layer manufacturing for fuel injectors
US10232469B2 (en) * 2016-09-30 2019-03-19 Caterpillar Inc. System and method for manufacturing component
US11274831B2 (en) 2017-03-13 2022-03-15 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Fuel injector nozzle for combustion turbine engines including thermal stress-relief vanes
US11890692B2 (en) * 2021-10-05 2024-02-06 Collins Engine Nozzles, Inc. Material deposition for fluid nozzle joints
US11701726B2 (en) * 2021-10-05 2023-07-18 Collins Engine Nozzles, Inc. Material deposition for fluid injectors
US20230108259A1 (en) * 2021-10-05 2023-04-06 Delavan Inc. Threaded joints for fluid injection components

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5431062A (en) * 1977-08-12 1979-03-07 Hitachi Ltd Manufacture of structure superior in stress corrosion cracking resistivity
JP3532009B2 (ja) 1995-09-14 2004-05-31 株式会社東芝 燃焼器の予混合ダクトの製造方法
US5672261A (en) 1996-08-09 1997-09-30 General Electric Company Method for brazing an end plate within an open body end, and brazed article
US6883332B2 (en) * 1999-05-07 2005-04-26 Parker-Hannifin Corporation Fuel nozzle for turbine combustion engines having aerodynamic turning vanes
US6154959A (en) 1999-08-16 2000-12-05 Chromalloy Gas Turbine Corporation Laser cladding a turbine engine vane platform
JP3536807B2 (ja) 2000-10-25 2004-06-14 日産自動車株式会社 レーザ肉盛り部品の加工方法
US7981561B2 (en) * 2005-06-15 2011-07-19 Ati Properties, Inc. Interconnects for solid oxide fuel cells and ferritic stainless steels adapted for use with solid oxide fuel cells
US20050132569A1 (en) * 2003-12-22 2005-06-23 Clark Donald G. Method of repairing a part using laser cladding
SE527732C2 (sv) * 2004-10-07 2006-05-23 Volvo Aero Corp Ett hölje för omslutande av en gasturbinkomponent
US20070017906A1 (en) 2005-06-30 2007-01-25 General Electric Company Shimmed laser beam welding process for joining superalloys for gas turbine applications
US8393891B2 (en) * 2006-09-18 2013-03-12 General Electric Company Distributed-jet combustion nozzle
US7494336B2 (en) 2007-05-03 2009-02-24 Husky Injection Molding Systems Ltd. Nanocrystalline hot runner nozzle and nozzle tip
US9662733B2 (en) * 2007-08-03 2017-05-30 Baker Hughes Incorporated Methods for reparing particle-matrix composite bodies
US20090057275A1 (en) 2007-08-31 2009-03-05 General Electric Company Method of Repairing Nickel-Based Alloy Articles
US20090241547A1 (en) 2008-03-31 2009-10-01 Andrew Luts Gas turbine fuel injector for lower heating capacity fuels
US20090255118A1 (en) 2008-04-11 2009-10-15 General Electric Company Method of manufacturing mixers
US8809724B2 (en) * 2008-08-04 2014-08-19 General Electric Company Strategically placed large grains in superalloy casting to improve weldability
US8261554B2 (en) * 2008-09-17 2012-09-11 General Electric Company Fuel nozzle tip assembly
US8499564B2 (en) * 2008-09-19 2013-08-06 Siemens Energy, Inc. Pilot burner for gas turbine engine
US8424311B2 (en) 2009-02-27 2013-04-23 General Electric Company Premixed direct injection disk
US8333075B2 (en) 2009-04-16 2012-12-18 General Electric Company Gas turbine premixer with internal cooling
US8522555B2 (en) * 2009-05-20 2013-09-03 General Electric Company Multi-premixer fuel nozzle support system
US8387393B2 (en) * 2009-06-23 2013-03-05 Siemens Energy, Inc. Flashback resistant fuel injection system
US8181891B2 (en) 2009-09-08 2012-05-22 General Electric Company Monolithic fuel injector and related manufacturing method
US8484978B2 (en) * 2009-11-12 2013-07-16 General Electric Company Fuel nozzle assembly that exhibits a frequency different from a natural operating frequency of a gas turbine engine and method of assembling the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20160033137A1 (en) 2016-02-04
CN104169650A (zh) 2014-11-26
RU2630067C2 (ru) 2017-09-05
MX347420B (es) 2017-04-26
US9228498B2 (en) 2016-01-05
US20130227951A1 (en) 2013-09-05
MX2014010444A (es) 2014-10-13
US9989259B2 (en) 2018-06-05
WO2013130945A1 (en) 2013-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2014139603A (ru) Топливный инжектор с камерой предварительного смешивания с защитным покрытием, наплавленным лазером
JP2014040998A5 (ru)
RU2013110459A (ru) Система, содержащая топливную форсунку (варианты ), и система, содержащая трубку предварительного смешивания
EP2587157A3 (en) System and method for reducing combustion dynamics and NOx in a combustor
RU2015150762A (ru) Воздушная очистка внутренней камеры предварительного смешивания
RU2008121212A (ru) Камера сгорания с распределенной подачей воздуха для снижения выхлопов
RU2013110456A (ru) Система для подачи рабочей текучей среды в камеру сгорания (варианты)
RU2008147000A (ru) Топливная форсунка с изолирующей воздушной завесой
JP2015001371A5 (ru)
EP2578943A3 (en) System for Cooling a Multi-Tube Fuel Nozzle
JP2012149881A5 (ru)
RU2012158353A (ru) Система (варианты) и способ для подачи рабочей текучей среды в камеру сгорания
RU2013111159A (ru) Система подачи рабочей жидкости
EP2584266A3 (en) Combustor and method for conditioning flow through a combustor
EP2592350A3 (en) Combustor and method for supplying fuel to a combustor
EP2584268A3 (en) Flashback resistant tubes in tube LLI design
JP2011157963A5 (ru)
RU2013142309A (ru) Нагревательный модуль для системы очистки выхлопных газов
JP2014181897A5 (ru)
RU2013154700A (ru) Диффузорная трубка и узел для газотурбинного двигателя
RU2017129299A (ru) Уплотнительное устройство между системой впрыска и топливной форсункой авиационного газотурбинного давления
EP2657608A3 (en) A Combustor
JP2014181898A5 (ru)
RU2007134591A (ru) Топливная форсунка с распределенными каналами
RU2015132757A (ru) Жаровая труба камеры сгорания для трубчато-кольцевого газотурбинного двигателя и способ изготовления такой жаровой трубы