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工业:Euro-K - 采用 3D 打印技术的微型燃烧器助力优化气体和液体燃料燃烧过程

Euro-K设计和生产了采用EOS技术的可实现气体和液体 燃料优化燃烧的微型燃烧器

燃料的自由选择:燃烧器通过复杂的通道产生燃料/空气混合物,可以燃烧气体和液体燃料。 (来源:EOS
燃料的自由选择:燃烧器通过复杂的通道产生燃料/空气混合物,可以燃烧气体和液体燃料。 (来源:EOS

在戴维沃森泰勒发明了球鼻型船首前的几个世纪,流线型船首一直被认为是船体前部的唯一实用的形 状。鼻型设计可让水非常好地绕船流动,几乎不产生任何涡流。因此,新形状使效率得到了意想不到 的提高。Euro-K在使用EOS提供的增材制造技术建造优化的气体和液体燃烧器几何形状方面有着类似的经历。


挑战

在气体和液体燃料燃烧过程中,可使用各种方法来制备和形成燃料/空气混合物。对于气体燃料,混合物的形成可以用较简单的机制实现,而液体燃料一直存在着挑战。原因在于液体燃料需要用适合的方法与助燃空气混合。但在发生混合前,必须先大大地增加液体燃料的表面积。通常是使用气动、机械或压差原理将其喷成非常细微的喷雾来进行的。


这意味着同时支持所有成分的气体和液体燃料的使用的燃烧器的可供性受到了很大的限制。Euro-K拒绝接受这个事实,并着手开发优化的燃烧器几何形状。想法是开发出可使各种类型和形态燃料可用的几何形状,而无需改变燃烧器。同时也将燃烧器的体积降到最小程度。因此,挑战在于对灵活性、最小产品尺寸和整体功能的需求。


解决方案

可以应对此挑战的生产技术很快就确定了:增材制造。此工艺采用激光用金属细粉一层一层的堆积产品。

此解决方案提供的设计自由度让 Euro-K受益匪浅。与传统生产方法不同,可制造性几乎不存在限 制,如机械加工中面临的限制或 冷铸材料的流动特性方面的限 制。EOS技术也能低成本高效 地进行小批量生产,让装配成本 降低20%。Euro-K也并不只是熟悉此创新技术,因为公司通过许多项目已经积累了相当高的专业知识水平。

Euro-K GmbH提供一系列独一 无二的服务。任事股东Sebasti- an Kießling解释说:“我们不仅 在各种燃料的高效燃烧器设计方 面有着成功的历史,也在增材制 造方面有着相当丰富的专业知 识。我们为客户设计的燃烧器不


仅允许使用各种物理状态的燃料,而且部件体积小。除经验和设备(项目团队使用了技术供应商EOS提供的EOS M 290)外,Euro-K还能接近更深层的、 有很高价值的资源:自有的试验设备和模拟技术。这使其能够从已经很高的成熟度开始研发。在实际设计工作中使用了CAD软 件,可在确定了燃烧器的最终形 状和尺寸后快速简单地将其数据 传输到EOS系统。在材料方面,项目团队选用了EOS镍合金IN718,这是一种耐热耐腐蚀镍合金,在高达700°C的温度下具有优异的拉伸强度、韧性、抗蠕 变性和抗断裂性。使用这种材料 和生产技术,工程师们创造了完美的燃烧器 - 不久将在位于柏林 的一家设备建造商的微型燃气轮 机中使用。


结果

新型燃烧器能够同样有效地使用气体和液体燃料。新的、优化的几何形状允许使用被分类为不易燃烧的液体燃料,如由酒精蒸馏 形成的杂醇油。另一个积极的效 果是该燃烧器的创新设计允许燃 烧室的尺寸降低20%。

但是,对最终用户还有另一个好处:到目前为止,发电设备运营商必须选择所用燃料的类型和形态,因此不可能补偿不同燃料的波动的价格,因为换用另一种燃料通常是不可能的,或者只能靠 微型燃气轮机转换,即昂贵又耗时。燃烧器的新设计为用户带来了很大程度的灵活性。

柏林Bilfinger公司的微型燃气轮机开发室副主任Frieder Neumann确认了其优点:“实际燃烧过程被优化了,我们能够保证客户在燃料选择方面的自由,在发电设备购买后也容易安排转换到其他燃料。Euro-K也能以诱人的价格提供技术。我们对我们的合作伙伴在设计和生产的专业知识以及使其成为可能的EOS技术感到非常高兴。“

这再次表明,有时打破常规开辟 新天地是值得的 — 不只在造船 方面。


一系列独一无二的服务: Euro-K提供燃烧器设计经验、增 材制造专业知识,并能接近试验设备和技术。(来源:Faculty of Combustion Engines and Aircraft Propulsion, Prof. H. P. Berg, BTU Cottbus - Senftenberg)



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