具有隔熱覆層的燃料噴槍的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于改進(jìn)的燃料噴槍的制造方法、一種改進(jìn)的燃料噴槍和一種具有這種燃料噴槍的燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]燃燒噴槍在燃燒器中使用，所述燃燒器能夠借助液態(tài)燃料和氣態(tài)燃料運(yùn)行。通常，燃料噴槍為了運(yùn)行具有液態(tài)燃料、例如油。液態(tài)燃料流過燃料噴槍并且在其尖部穿過燃料噴嘴流出到燃燒室中，其中燃料被霧化。此外，燃料噴槍包含冷卻空氣通道，由壓縮機(jī)壓縮的空氣穿過所述冷卻空氣通道到達(dá)燃燒室中，所述空氣與由燃料噴嘴霧化的液態(tài)燃料混合。壓縮空氣與液態(tài)燃料燃燒成熱廢氣。由熱廢氣產(chǎn)生的流動壓力通常驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)，所述燃?xì)廨啓C(jī)除了用于冷卻空氣或燃燒空氣的壓縮機(jī)之外例如能夠驅(qū)動發(fā)電機(jī)。
[0003]在運(yùn)行中，燃料噴槍的尖部由于靠近火焰承受在直至大約1000度的范圍中的高溫。相反地，液態(tài)燃料和冷卻空氣具有明顯更低的溫度并且在圍繞相應(yīng)的出口的區(qū)域中冷卻燃料噴嘴。由此，在燃料噴槍的尖部上通常出現(xiàn)強(qiáng)的溫度梯度，所述溫度梯度產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力并且最終造成裂紋。
[0004]在WO 2010/066516 A2中提出，燃料噴槍的尖部設(shè)有縫隙，所述縫隙允許被加熱的材料的熱膨脹進(jìn)而會減少燃燒噴槍的尖部中的機(jī)械應(yīng)力。然而，這種縫隙不能夠設(shè)置在燃料噴槍的尖部的全部表面部位上，而不損壞其穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是，提出一種用于制造改進(jìn)的燃料噴槍的方法、一種改進(jìn)的燃料噴槍和一種具有這種燃料噴槍的燃燒器。
[0006]因此，第一發(fā)明方面提出一種用于制造用于燃燒器的、尤其用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃料噴槍的方法。方法至少具有下述方法步驟:
[0007]-制造具有尖部的燃料噴槍體，所述尖部具有通到圍繞燃料噴槍體的縱軸線延伸的出口中的冷卻空氣通道和圍繞出口設(shè)置的具有多個燃料噴嘴的噴嘴面；
[0008]-確定熱量輸入的與位置相關(guān)的分布，噴嘴面在運(yùn)行中在通過燃料噴嘴流出的燃料燃燒時經(jīng)受熱量輸入；并且
[0009]-根據(jù)熱量輸入的與位置相關(guān)的分布將隔熱層施加到噴嘴面上。
[0010]在此，對于特定類型的燃料噴槍體而言僅需要執(zhí)行一次確定熱量輸入的與位置相關(guān)的分布的步驟，而能夠任意頻繁地重復(fù)其他步驟以制造更大量的根據(jù)本發(fā)明的燃料噴槍。對此，能夠存儲熱量輸入的與位置相關(guān)的分布以用于今后的應(yīng)用。在此，熱量輸入例如能夠通過在(試)運(yùn)行中的測量或根據(jù)計算機(jī)模擬或計算來確定。
[0011]本發(fā)明的方法提供制造改進(jìn)的燃料噴槍的可能性。通過根據(jù)燃料噴槍運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量輸入的與位置相關(guān)的分布將隔熱層施加到噴嘴面上，能夠大幅減小燃料噴槍的尖部中的溫度梯度，這防止在燃料噴槍的尖部之內(nèi)產(chǎn)生大的機(jī)械應(yīng)力。由此，能夠防止裂紋的出現(xiàn)，這延長燃料噴槍的使用壽命。
[0012]優(yōu)選地，確定熱量輸入的與位置相關(guān)的分布的步驟能夠包括確定第一熱量輸入的第一步驟和確定第二熱量輸入的第二步驟。在此，第一熱量輸入是噴嘴面的第一表面部位在運(yùn)行中在通過燃料噴嘴流出的燃料燃燒時經(jīng)受的熱量輸入。與此相應(yīng)地，第二熱量輸入是噴嘴面的第二表面部位在運(yùn)行中在通過燃料噴嘴流出的燃料燃燒時經(jīng)受的熱量輸入。在此，將隔熱層以第一層厚度涂覆到第一表面部位上并且以第二層厚度涂覆到第二表面部位上。
[0013]這就是說，例如當(dāng)?shù)谝槐砻娌课慌c第二表面部位相比經(jīng)受較大的熱量輸入時，涂覆到第一表面部位上的隔熱層與涂覆到第二表面部位上的隔熱層相比具有較大的層厚度并且反之亦然。這提供下述優(yōu)點:使在燃料噴槍的尖部中的溫度分布尤其好地被拉平，由此很大程度地減小溫度梯度。但本發(fā)明也包括涂覆具有盡可能恒定的層厚度的隔熱層的實施方式。
[0014]也能夠視作為有利的是，將在上文中提到的方法步驟一一即將隔熱層以第一層厚度涂覆到第一表面部位上并且以第二層厚度涂覆到第二表面部位上一一通過下述方式補(bǔ)充:使得從第一和第二層厚度中選出的一個層厚度選擇成大于第一和第二層厚度中另一個層厚度，當(dāng)?shù)谝缓偷诙崃枯斎氲呐c選出的層厚度相關(guān)聯(lián)的熱量輸入大于第一和第二熱量輸入的與另一個層厚度相關(guān)聯(lián)的熱量輸入時。
[0015]這就是說，例如在第一表面部位與第二表面部位相比經(jīng)受更大的熱量輸入時，涂覆到第一表面部位上的隔熱層與涂覆到第二表面部位上的隔熱層相比應(yīng)當(dāng)具有更大的層厚度并且反之亦然。這提供下述優(yōu)點，使在燃料噴槍的尖部中的溫度分布尤其好地被拉平，由此很大程度地減小溫度梯度。但本發(fā)明也包括涂覆具有盡可能恒定的層厚度的隔熱層的實施方式。
[0016]在方法的一個實施方案變型形式中，能夠?qū)⒏魺釋油ㄟ^下述方式涂覆到第一和第二表面部位上:在第一步驟中將隔熱層的第一子層涂覆到第一和第二表面部位上并且在第二步驟中將隔熱層的第二子層涂覆到第一或第二表面部位上。
[0017]將隔熱層以可變的層厚度作為一排上下疊置的子層施加允許精確地與位置相關(guān)地控制隔熱層的層厚度。在此，視作為等效的是，將具有較小的與位置相關(guān)的膨脹的子層施加在具有較大的與位置相關(guān)的膨脹的子層之上或之下(或者說將具有較小的與位置相關(guān)的膨脹的子層在時間上在施加具有較大的與位置相關(guān)的膨脹的子層之前或之后施加)。
[0018]優(yōu)選地，將隔熱層僅涂覆在噴嘴面的熱量輸入大于預(yù)定的第一閾值的區(qū)域上。
[0019]由此，簡化了隔熱層的涂覆并且節(jié)約了材料。此外，隔熱層也可能不完全阻止到燃料噴槍的尖部中的熱量輸入，因此在熱量輸入小于第一閾值的部位上省去隔熱層，可能造成沒有隔熱層的部分的加溫對應(yīng)于在具有隔熱層的區(qū)域中的部分的加溫，由此又減小或減弱溫度梯度。
[0020]在一個優(yōu)選的實施方式中，將第一子層涂覆到噴嘴面的熱量輸入大于預(yù)定的第一閾值的區(qū)域上。此外，將第二子層附加地涂覆到噴嘴面的熱量輸入大于預(yù)定的第二閾值的區(qū)域上，所述第二閾值大于第一閾值。
[0021]結(jié)果是，噴嘴面具有至少三個區(qū)域，即不具有隔熱層的第一區(qū)域、僅具有第一子層的第二區(qū)域和具有第一和第二子層的第三區(qū)域，由此第三區(qū)域中的得出的隔熱層的層厚度大于第二區(qū)域中的隔熱層的層厚度。在此，第三區(qū)域中的熱量輸入大于第二區(qū)域中的熱量輸入，所述第二區(qū)域中的熱量輸入又大于第一區(qū)域中的熱量輸入，使得盡可能地補(bǔ)償出現(xiàn)的溫度梯度。
[0022]優(yōu)選地，隔熱層的與位置相關(guān)的層厚度選擇成熱量輸入的與位置相關(guān)的分布的函數(shù)。
[0023]這就是說，隔熱層構(gòu)成為具有與對于這些部位所期望的熱量輸入相關(guān)的厚度。
[0024]尤其地，能夠與熱量輸入的與位置相關(guān)的分布成比例地選擇隔熱層的與位置相關(guān)的層厚度。
[0025]本發(fā)明的第二方面提出一種用于燃燒器的、尤其用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃料噴槍，所述燃料噴槍能夠通過根據(jù)本發(fā)明的方法制造或是通過根據(jù)本發(fā)明的方法制造的。
[0026]所述燃料噴槍具有帶有尖部的燃料噴槍體，所述尖部具有通到圍繞燃料噴槍體的縱軸線延伸的出口中的冷卻空氣通道和圍繞出口設(shè)置的具有多個燃料噴嘴的噴嘴面。根據(jù)本發(fā)明，燃料噴槍還包括根據(jù)噴嘴面在運(yùn)行中在通過燃料噴嘴流出的燃料燃燒時所經(jīng)受的熱量輸入涂覆在噴嘴面上的隔熱層。
[0027]有利地能夠提出，隔熱層至少局部地環(huán)形地圍繞冷卻空氣通道的出口設(shè)置。
[0028]在該處，壓縮空氣和液態(tài)燃料首先相遇，因此火焰在此具有距燃料噴槍的小的間距進(jìn)而也引起特別高的熱量輸入。此外，燃料噴槍在出口和油噴嘴之間具有相對窄地構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)可能承受尤其強(qiáng)和高的溫度梯度和機(jī)械應(yīng)力。
[0029]此外，能夠有利地提出，隔熱層具有多個凸起，所述凸起中，各一個凸起在噴嘴面上的兩個相鄰的燃料噴嘴之間延伸。
[0030]發(fā)明人認(rèn)識到，由于在燃料噴嘴上通過流出的液態(tài)燃料進(jìn)行的局部冷卻，在燃料噴嘴和各個燃料噴嘴之間的噴嘴面的區(qū)域之間出現(xiàn)特別大的溫度梯度，所述溫度梯度應(yīng)通過隔熱層的凸起減小。
[0031]另一個發(fā)明方面提出一種燃燒器、尤其燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。根據(jù)本發(fā)明，燃燒器包括至少一個燃料噴槍，所述燃料噴槍根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項構(gòu)成。
【附圖說明】
[0032]下面，根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。在此示出:
[0033]圖1示出常規(guī)的燃料噴槍的尖部的立體圖以及在燃料噴槍運(yùn)行中的熱量輸入的與位置相關(guān)