專利名稱：制作燃料噴嘴組件和燃料噴嘴環(huán)的工藝和燃料噴嘴環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料噴嘴組件和制作燃料噴嘴組件的構(gòu)件的工藝。更具體地，本發(fā)明涉及燃料噴嘴端蓋和制作燃料噴嘴端蓋的工藝。
背景技術(shù)：
總體上，燃?xì)鉁u輪經(jīng)受更多苛求的操作。更高的溫度、更嚴(yán)苛的環(huán)境、在更多變化的環(huán)境中使用、以及延長(zhǎng)的使用持續(xù)時(shí)間，導(dǎo)致對(duì)燃?xì)鉁u輪和它們的構(gòu)件的挑戰(zhàn)。延長(zhǎng)這種構(gòu)件的有效壽命并且改善用于這種構(gòu)件的修復(fù)的能力可降低與燃?xì)鉁u輪相關(guān)的成本并且可增加燃?xì)鉁u輪的操作方面。在燃?xì)鉂?rùn)輪的燃料噴嘴組件中已知的端蓋(end cover)具有硬焊(braze)到端蓋內(nèi)的插入件(insert)。大體上，這種插入件具有四個(gè)硬焊接頭，其將插入件固定在端蓋內(nèi)。這些硬焊接頭經(jīng)受失效，例如，導(dǎo)致在硬焊接頭附近的泄漏。這種硬焊接頭還可遭受要求頻繁修復(fù)的缺點(diǎn)。這種修復(fù)可為復(fù)雜的并且昂貴的。另外，用于執(zhí)行這種修復(fù)的能力可被限制。已知的端蓋的修復(fù)可導(dǎo)致不能夠被修復(fù)的進(jìn)一步的泄漏。例如，當(dāng)插入件為了修復(fù)而被移除時(shí)，硬焊接頭被切斷。硬焊接頭的反復(fù)的切斷可導(dǎo)致不期望的操作問題(諸如泄漏)，其不能夠被充分地修復(fù)。已知的端蓋遭受限于三種這樣的反復(fù)修復(fù)的重疊的缺點(diǎn)。不遭受上文缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)的燃料噴嘴組件、燃料噴嘴端蓋、和制作燃料噴嘴端蓋的工藝將在本領(lǐng)域?yàn)榭善谕摹?br>
發(fā)明內(nèi)容
在示范性實(shí)施例中，制作燃料噴嘴組件的工藝包括提供燃料噴嘴端蓋，將燃料噴嘴環(huán)定位在燃料噴嘴端蓋的腔室內(nèi)，以及將燃料噴嘴環(huán)固定到燃料噴嘴端蓋，以形成與燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的特征部。在另一示范性實(shí)施例中，制作燃料噴嘴環(huán)的工藝包括使燃料噴嘴環(huán)形成有與燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)表面。在另一示范性實(shí)施例中，燃料噴嘴環(huán)包括與燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)表面。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)結(jié)合經(jīng)由實(shí)例示出本發(fā)明的原理的附圖而從優(yōu)選實(shí)施例的以下更詳細(xì)描述中將顯而易見。


圖1為根據(jù)本公開的實(shí)施例的、具有燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件的示范性燃料噴嘴組件的剖面視圖，其中燃料噴嘴插入件以插入位置示出。圖2為根據(jù)本公開的實(shí)施例的、具有燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件的示范性燃料噴嘴組件的示意截面視圖，其中燃料噴嘴插入件以移除位置示出。
圖3為根據(jù)本公開的實(shí)施例的、具有延伸到燃料噴嘴端蓋的腔室內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)特征部的示范性燃料噴嘴端蓋的示意圖。圖4為根據(jù)本公開的實(shí)施例的燃料噴嘴環(huán)的透視圖。在可能的任何地方，相同參考標(biāo)記將在整個(gè)附圖中用來(lái)表示相同部分。
具體實(shí)施例方式提供不遭受上文的缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)的示范性燃料噴嘴組件、燃料噴嘴端蓋、和制作燃料噴嘴端蓋的工藝。本公開的實(shí)施例準(zhǔn)許燃料噴嘴組件被使用達(dá)更長(zhǎng)的時(shí)間段，準(zhǔn)許燃料噴嘴組件以更簡(jiǎn)單的方式被修復(fù)，準(zhǔn)許燃料噴嘴組件被更多次(例如，多于三次)修復(fù)，降低修復(fù)的操作成本，阻止在燃料噴嘴組件中的泄漏，和它們的組合。圖1-2示出示范性燃料噴嘴組件100。燃料噴嘴組件100包括燃料噴嘴插入件102和燃料噴嘴端蓋104。燃料噴嘴插入件102能夠被可移除地固定在燃料噴嘴端蓋104內(nèi)。圖1示出插入到燃料噴嘴端蓋104中的燃料噴嘴插入件102。圖2示出在插入之前或在從燃料噴嘴端蓋104移除之后的燃料噴嘴插入件102。燃料噴嘴組件100可為任何合適系統(tǒng)(未示出)的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料噴嘴組件100為燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的一部分。參考圖2，燃料噴嘴端蓋104包括基礎(chǔ)材料106和從基礎(chǔ)材料106延伸到由燃料噴嘴端蓋104形成的腔室110內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)特征部108。基礎(chǔ)材料106為任何合適的金屬或金屬成分。在一個(gè)實(shí)施例中，基礎(chǔ)材料106為或包括不銹鋼或不銹鋼變體。在一個(gè)實(shí)施例中，腔室110包括(例如，通過(guò)鉆孔)對(duì)基礎(chǔ)材料106進(jìn)行成形的大致柱形部分。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，第一柱形部分112通過(guò)特征部108中的一個(gè)或多個(gè)與第二柱形部分114分離。在該實(shí)施例中，第一柱形部分112具有大于第二柱形部分114的第二直徑111 (例如，大約2.3英寸)的第一直徑109 (例如，大約4英寸)，第一直徑109不同于第二直徑111。在一個(gè)實(shí)施例中，第一柱形部分112具有第一深度113 (例如，大約1.4英寸)并且第二柱形部分114具有第二深度115 (例如，大約2.3英寸)，第一深度不同于第二深度。在進(jìn)一步實(shí)施例中，包括了通過(guò)特征部108與第一柱形部分112和第二柱形部分114分離的截頭錐形部分116。特征部108布置并且配置成促進(jìn)在腔室110中燃料噴嘴插入件102到燃料噴嘴端蓋104的可移除的固定。例如，特征部108延伸到腔室110內(nèi)，從而形成與在燃料噴嘴插入件102上的凸部118相對(duì)應(yīng)的同心環(huán)。凸部118各具有與特征部108的幾何形狀相對(duì)應(yīng)的幾何形狀，由此準(zhǔn)許燃料噴嘴插入件102在燃料噴嘴端蓋104內(nèi)的預(yù)定位置中(例如，在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定位置由燃料噴嘴插入件102、燃料噴嘴端蓋104和/或特征部108的幾何形狀限定)。在某些實(shí)施例中，特征部108形成在燃料噴嘴端蓋104內(nèi)。在其它實(shí)施例中，特征部108中的一個(gè)或多個(gè)由在燃料噴嘴端蓋104外部形成的燃料噴嘴環(huán)300 (見圖4)形成。如在此使用，術(shù)語(yǔ)“環(huán)”廣泛地用于描述任何合適的環(huán)狀(annular)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，凸部118和特征部108將燃料噴嘴插入件102機(jī)械地固定在燃料噴嘴端蓋104內(nèi)。在另一實(shí)施例中，凸部118和特征部108通過(guò)焊接彼此固定，該焊接諸如，束焊接(激光和/或電子束)、摩擦焊接、氣體保護(hù)鎢極電弧焊接、氣體保護(hù)金屬極電弧焊接、或它們的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)特征部108定位在第一柱形部分112和第二柱形部分114中的各個(gè)內(nèi)。在其它實(shí)施例中，特征部108中的僅僅一個(gè)定位在第一柱形部分112和第二柱形部分114中的各個(gè)中。另外地或可選地，在一個(gè)實(shí)施例中，特征部108中的一個(gè)或多個(gè)圍繞腔室110周向地延伸通過(guò)第一柱形部分112和/或第二柱形部分114。在另一實(shí)施例中，特征部108中的一個(gè)或多個(gè)為在腔室110內(nèi)不連續(xù)地周向的。參考圖3，在一個(gè)實(shí)施例中，特征部108由簡(jiǎn)單幾何形狀202 (例如，大致立方體幾何形狀)加工成任何合適的預(yù)定幾何形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，特征部108中的至少一個(gè)具有階梯形幾何形狀。在另一個(gè)實(shí)施例中，特征部108中的至少一個(gè)包括:當(dāng)固定時(shí)鄰接基礎(chǔ)材料106延伸的第一表面203、在大致垂直于第一表面203的方向上(例如，遠(yuǎn)離燃料噴嘴端蓋104)延伸的第二表面204、在大致垂直于第二表面204的方向上(例如,平行于第一表面203)延伸的第三表面206、在大致垂直于第三表面206的方向上(例如，朝向腔室110)延伸的第四表面208、在大致垂直于第四表面208的方向上(例如，平行于第一表面203)延伸的第五表面210、當(dāng)固定時(shí)在大致垂直于第五表面210的方向上(例如，在朝向基礎(chǔ)材料106的方向上)延伸的第六表面212、和當(dāng)固定時(shí)(例如，以不是九十度的角度)從第四表面212延伸到基礎(chǔ)材料106的第七表面213。在一個(gè)實(shí)施例中，特征部108中的至少一個(gè)包括不為階梯形的幾何形狀。例如，在另一實(shí)施例中，特征部108中的至少一個(gè)包括從基礎(chǔ)材料106延伸的第一大致平整表面214、從第一大致平整表面214延伸的第二大致平整表面216、和從第二大致平整表面216延伸的第三大致平整表面218。第一大致平整表面214、第二大致平整表面216、和第三大致平整表面218形成大致立方體幾何形狀，其具有從第三大致平整表面218延伸到基礎(chǔ)材料106的傾斜部分220。特征部108通過(guò)任何合適的工藝固定到基礎(chǔ)材料106。特征部108到基礎(chǔ)材料106的固定導(dǎo)致基于使用的焊接工藝的預(yù)定微結(jié)構(gòu)(未示出)。該固定通過(guò)束焊接(諸如激光和/或電子束)、摩擦焊接、氣體保護(hù)鎢極電弧焊接(諸如鎢極惰性氣體保護(hù)焊接)、和氣體保護(hù)金屬極電弧焊接(諸如金屬惰性氣體保護(hù)焊接)中的一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，諸如在通過(guò)束焊接或摩擦焊接的固定的實(shí)施例中，預(yù)定微結(jié)構(gòu)包括:在具有預(yù)定微結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)材料106附近的第一熱影響區(qū)、在第一熱影響區(qū)和熔化區(qū)之間的第二熱影響區(qū)、在第二熱影響區(qū)和第三熱影響區(qū)之間的熔化區(qū)、在熔化區(qū)和第四熱影響區(qū)之間的第三熱影響區(qū)、和在第三熱影響區(qū)和特征部108中的未影響部分之間的第四熱影響區(qū)。在一個(gè)實(shí)施例中，區(qū)中的各個(gè)具有不同微結(jié)構(gòu)。如將被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，其它實(shí)施例包括區(qū)別于使用硬焊的技術(shù)的特征。在一個(gè)實(shí)施例中，特征部108到基礎(chǔ)材料106的固定準(zhǔn)許插入件102重復(fù)地插入到燃料噴嘴端蓋104和插入件102從燃料噴嘴端蓋104重復(fù)地移除。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，插入件102能夠在對(duì)燃料噴嘴組件100很小或沒有損害的情況下從燃料噴嘴端蓋104移除至少預(yù)定數(shù)量的次數(shù)，例如大于三次、大于四次、大于五次、或大于十次。特征部108為任何合適的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，特征部108中的一個(gè)或多個(gè)具有不同于基礎(chǔ)材料106的成分。在一個(gè)實(shí)施例中，相比于用于硬焊的材料和/或相比于當(dāng)通過(guò)焊接固定時(shí)基礎(chǔ)材料106將具有的，特征部108的材料包括相等或更大延展性，該焊接諸如束焊接(諸如激光和/或電子束)、摩擦焊接、(諸如鎢極惰性氣體保護(hù)焊接)、和/或氣體保護(hù)金屬極電弧焊接(諸如金屬惰性氣體保護(hù)焊接)。在一個(gè)實(shí)施例中，特征部108和/或基礎(chǔ)材料106包括不銹鋼成分。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，特征部108和/或基礎(chǔ)材料106包括奧氏體不銹鋼。在另一實(shí)施例中，特征部108和/或基礎(chǔ)材料106包括鐵素體不銹鋼。在另一實(shí)施例中，特征部108和/或基礎(chǔ)材料106包括馬氏體不銹鋼。在另一實(shí)施例中，特征部108包括奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、或馬氏體不銹鋼并且基礎(chǔ)材料106包括從奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、和馬氏體不銹鋼的組選取的不同的不銹鋼。在一個(gè)實(shí)施例中，制作燃料噴嘴端蓋104的工藝包括將燃料噴嘴環(huán)300 (在圖4中示出)定位在燃料噴嘴端蓋104的腔室110內(nèi)或另外地在燃料噴嘴組件100內(nèi)。燃料噴嘴環(huán)300然后被直接地或間接地固定到燃料噴嘴端蓋104。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料噴嘴環(huán)300加工成例如與燃料噴嘴端蓋104和燃料噴嘴插入件102中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的預(yù)定幾何形狀。該加工在燃料噴嘴環(huán)300到燃料噴嘴端蓋104的固定之前或在燃料噴嘴環(huán)300到燃料噴嘴端蓋104的固定之后。在一個(gè)實(shí)施例中，該固定為通過(guò)硬焊和/或大體參考特征部108的固定在上文描述的其它固定技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，該固定為通過(guò)燃料噴嘴環(huán)300。在一個(gè)實(shí)施例中，第二燃料噴嘴環(huán)300固定到燃料噴嘴端蓋104或另外地在燃料噴嘴組件100內(nèi)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，多個(gè)燃料噴嘴環(huán)300固定到燃料噴嘴端蓋104、到燃料噴嘴插入件102、或另外地到燃料噴嘴組件100。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，燃料噴嘴環(huán)300在燃料噴嘴組件100內(nèi)固定在兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、或更多個(gè)位置中。另外地或可選地，在其它實(shí)施例中，燃料噴嘴插入件102和/或燃料噴嘴端蓋104加工成與彼此和/或(多個(gè))燃料噴嘴環(huán)300相對(duì)應(yīng)的幾何形狀。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，燃料噴嘴環(huán)300包括與燃料噴嘴插入件102相對(duì)應(yīng)的幾何形狀并且加工成與燃料噴嘴端蓋104相對(duì)應(yīng)，或者包括與燃料噴嘴端蓋104相對(duì)應(yīng)的幾何形狀并且加工成與燃料噴嘴插入件102相對(duì)應(yīng)。盡管本發(fā)明參考優(yōu)選實(shí)施例而描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可作出各種改變并且相等物可替換它的元件，而不背離本發(fā)明的范圍。另外，許多修改可作出，以使特定情形或材料適合于本發(fā)明的教導(dǎo)而不背離它的本質(zhì)范圍。因此，意圖是本發(fā)明不限于作為用于實(shí)行本發(fā)明考慮的最佳模式而公開的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括屬于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種制作燃料噴嘴組件的工藝，所述工藝包括: 提供燃料噴嘴端蓋； 將燃料噴嘴環(huán)定位在所述燃料噴嘴端蓋的腔室內(nèi)；以及 將所述燃料噴嘴環(huán)固定到所述燃料噴嘴端蓋，以形成與所述燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的特征部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述固定為通過(guò)從由束焊接、摩擦焊接、氣體保護(hù)鎢極電弧焊接、氣體保護(hù)金屬極電弧焊接、和它們的組合組成的組中選取的焊接工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，還包括加工所述燃料噴嘴環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于，所述燃料噴嘴環(huán)的加工在所述燃料噴嘴環(huán)固定到所述燃料噴嘴端蓋之前。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于，所述燃料噴嘴環(huán)的加工在所述燃料噴嘴環(huán)固定到所述燃料噴嘴端蓋之后。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述固定為通過(guò)鎢極惰性氣體保護(hù)焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述固定為通過(guò)電子束焊接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述固定為通過(guò)硬焊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，還包括通過(guò)所述燃料噴嘴環(huán)將燃料噴嘴插入件固定到所述燃料噴嘴端蓋。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述燃料噴嘴環(huán)具有不同于所述燃料噴嘴端蓋的成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述燃料噴嘴環(huán)具有不同于所述燃料噴嘴端蓋的延展性。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述燃料噴嘴環(huán)具有階梯形幾何形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述燃料噴嘴環(huán)包括從所述燃料噴嘴端蓋延伸的第一表面、在大致垂直于所述第一表面的方向上延伸的第二表面、在大致垂直于所述第二表面的方向上延伸的第三表面、在大致垂直于所述第三表面的方向上延伸的第四表面、和在大致垂直于所述第四表面的方向上延伸的第五表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述燃料噴嘴環(huán)具有不為階梯形的幾何形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述工藝為修復(fù)工藝。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，制作的所述燃料噴嘴組件先前沒有在操作中使用。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述燃料噴嘴環(huán)包括不銹鋼。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，還包括將第二環(huán)固定到所述燃料噴嘴端至JHL ο
19.一種制作燃料噴嘴環(huán)的工藝，所述工藝包括: 使所述燃料噴嘴環(huán)形成有與燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)表面。
20.一種燃料噴嘴環(huán)，其包括:與燃料噴嘴端蓋和燃料 噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及制作燃料噴嘴組件和燃料噴嘴環(huán)的工藝和燃料噴嘴環(huán)。公開的為制作燃料噴嘴組件的工藝、制作燃料噴嘴環(huán)的工藝、和燃料噴嘴環(huán)。制作燃料噴嘴組件的工藝包括提供燃料噴嘴端蓋，將燃料噴嘴環(huán)定位在燃料噴嘴端蓋的腔室內(nèi)，以及將燃料噴嘴環(huán)固定到燃料噴嘴端蓋以形成與燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的特征部。制作燃料噴嘴環(huán)的工藝包括使燃料噴嘴環(huán)形成有與燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)表面。燃料噴嘴環(huán)包括與燃料噴嘴端蓋和燃料噴嘴插入件中的一個(gè)或多個(gè)相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)表面。
文檔編號(hào)F02C7/22GK103216335SQ20131002082
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者A.蒙加, N.S.薩加, B.R.阿楚塔, J.G.奧貝爾恩 申請(qǐng)人:通用電氣公司